Analog Devices, Inc. 發布了MAX77659單電感多輸出 (SIMO) 電源管理 IC (PMIC)，集成開關模式升降壓充電器，聲稱可以更快地為可穿戴設備、可聽設備和物聯網 (IoT) 設備充電并且比當今可用的任何其他 PMIC 占用更少的空間。SIMO PMIC 針對消費類和醫療可穿戴設備，充電 10 分鐘即可提供超過 4 小時的播放時間，與其他解決方案相比，充電速度提高了 4 倍，并使用單個電感器為多個電源軌供電，有助于縮小總電量解決方案大小。

現已隸屬于 ADI 公司的 Maxim Integrated 電池電源解決方案業務部執行董事 Karthi Gopalan 表示，在 Covid-19 之前，只有患有慢性病或重病或年老的人在家中監測他們的生命體征。“通過 Covid-19，我們看到了健康世界的范式轉變，健康的人購買了這些小工具。”

她說，傳統醫療公司正試圖縮小其外形尺寸，采用電池供電，并使設備更時尚，而生活方式品牌則試圖增加更多生命體征監測，因此這兩個世界正在走到一起。“我們看到大型生活方式品牌開始進軍醫療領域，而醫療人員則要求使用與生活方式品牌相同的電源解決方案。”

對于可穿戴設計人員而言，這轉化為圍繞舒適性的挑戰，以及對更小、更時尚外形、更高精確測量精度、更快充電、更長電池壽命以及對更多集成功能的需求不斷增長的需求。

Gopalan 說，這些小工具有時會 24/7 全天候佩戴，因此纖薄的外形和時尚輕巧的設計對于舒適性至關重要。“準確性是顯而易見的，因為我們正在進行生命體征監測，因此精確測量變得非常關鍵，我們越來越多的客戶群要求超過 24 小時充電，而一些醫療公司要求長達五天，所以越長電池壽命變得非常關鍵，我們能夠通過更高效的電源解決方案實現這一目標。”

MAX77659 應用示例（來源：Analog Devices, Inc.）

據報道，除了提供更快的充電速度外，新的集成 SIMO PMIC 還可將材料清單 (BOM) 減少 60%，并將總解決方案尺寸縮小 50%。通過騰出電路板空間，設計人員可以裝入額外的傳感器和/或內存，以及添加位置跟蹤和生命體征感應等新功能。

Gopalan 說，傳統解決方案（見左下圖）具有有限的傳感和非常基本的 CPU，但生活方式和醫療品牌要求包裝越來越多的傳感器，如BioZ 和 PPG 傳感器，而且還不止于此.

設計師還希望添加位置 (GPS) 跟蹤、觸覺和 AI 處理，因為正在生成大量數據，但是她說，“傳統 CPU 并沒有削減它，而且 AI 處理器更耗電，而且您在哪里擠入電源管理解決方案？

“我們開發了一種非常獨特的 SIMO 架構，具有適當的集成度，例如充電器，我們能夠將整個電源架構縮小一半，因此所有這些額外的傳感器（見右下圖）都可以打包到同一個緊湊的外形，”她說。

SIMO PMIC 支持更多集成功能。。（來源：Analog Devices, Inc.）

更高的集成度

MAX77659 SIMO PMIC集成了一個開關模式buck-boost充電器和三個獨立可編程的buck-boost穩壓器，它們都共享一個電感，以最大限度地減小整體解決方案的尺寸，這要歸功于SIMO架構。

“一般來說，一個典型的電源管理 IC 會有多個電壓軌——升壓/降壓電壓電平，所以當你有三個電壓或開關軌時，你需要三個獨立的電感器，而這些電感器非常龐大，”她說。“使用 MAX77659，三個電源軌只需要一個電感器，從而釋放了額外的空間。”

Gopalan 說，PMIC 不僅是最小的，它還具有業內最低的 Iq [靜態電流]，這意味著電池壽命延長了 20%。

這三個穩壓器在中等至重負載條件下以 91% 的效率運行，同時在輕負載條件下僅消耗 5 μA 的靜態電流，從而延長了電池壽命。它還包括一個具有高 PSRR 的 LDO，適用于敏感應用。

此外，PMIC 支持自主裕量控制，通過最大限度地降低電壓降來減少散熱，同時提供足夠的裕量來調節充電電流。結合自動余量控制的快速充電可延長電池壽命。

Gopalan 說，這意味著只需 10 分鐘的充電窗口即可播放 4 小時，而線性充電器只需 10 分鐘即可播放 1 個半小時。

另一個問題是熱量。“當你推動線性充電器進行快速充電時，它會導致 25°C 的溫度升高和熱點。日本等擁有 JEITA 標準 [鋰離子電池安全充電] 的某些國家提供了指導方針，因此如果溫度超過一定水平，充電速度會減慢以冷卻設備。但現在快速充電變得非常慢，充電時間也更長，”她說。“使用我們的解決方案，您不僅可以將充電速度提高 4 倍，而且溫度最高可升高 5°，非常酷。”

Gopalan 說：“個性化醫療保健將繼續增長，并且隨著越來越多的電池供電小工具的出現，該市場正在爆炸式增長。” “我們繼續看到越來越多的傳感器、熱管理、GPS 跟蹤和人工智能處理的趨勢；都被塞進這些小玩意兒里。”

MAX77659 現已上市，采用 30 焊球 2.55 × 2.37 × 0.5-mm WLP 封裝。評估套件MAX77659EVKIT也已上市。

審核編輯 黃昊宇