为可穿戴电源设计，添加电压监控器的三个理由

1.前言

在过去十年中，智能手表等可穿戴技术的制造商在使用户能够实时跟踪他们的个人健康状况方面取得了重大进展。现在可以利用大量统计数据，例如步数、心率、氧饱和度、锻炼持续时间等，并以各种方式跟踪健身目标的进度。

随着智能手表变得不可或缺，电池寿命和小尺寸成为消费者必不可少的考虑因素，鼓励设备制造商不断降低功耗和产品占用空间——并给电源设计人员带来各种头痛。在我们的下一个可穿戴设计中添加电压监控器会有所帮助 - 以下是三个原因。

第一：电压监控器有助于提高设计的可靠性

图1是智能手表的系统框图。处理器带有多个需要欠压监控的电压轨，这对系统稳定性至关重要。

图 1：智能手表框图

低于最低要求的电压可能会导致板载内存意外覆盖、系统冻结或数据损坏。设计人员通常采用电阻电容 (RC) 充电电路来防止这些类型的处理器错误并延迟复位信号。

虽然实现很简单，但 RC 电路有其局限性：复位延迟是不可预测的，具体取决于输入电压条件，例如压摆率和低工作电压。RC 电路也缺乏欠压监控。

TLV841 等现代电压监控器提供了更好的解决方案——它们不仅可以监控欠压情况，还提供精确的延迟时间功能，以确保电压轨在工作范围内，从而提高系统可靠性、可靠性和功能性。

第 二：电压监控器有助于提高设计精度

今天的微处理器需要非常精确的电压监控。电压监控器提供更高水平的精度，以解决通常来自 DC/DC 稳压器的集成电源良好信号的低精度导致的任何问题。此外，它们还提供低静态电流 ( IQ ) 消耗。例如，TLV841 仅消耗 125 nA。通过将低 I Q与准确监控 0.5% 电源电压的能力相结合，现代电压监控器让我们有信心在不影响电池寿命的情况下设计准确的系统。

第 三：电压监控器可以帮助我们将设计小型化

指针式手表的直径为 38 毫米至 44 毫米。由于空间有限，并且需要设计多个电路来支持 GPS 模块、心率传感器、计步器和触摸传感器等高级功能，保持设计小巧可能是一个真正的挑战，特别是因为每个子系统都有自己的所需的电压轨。制造商经常在产品功能和保持设备尺寸最小之间做出妥协。

现代电压基准在晶圆芯片级封装中可用，其中封装的尺寸等于管芯的尺寸。TLV841 外形小巧（0.73 毫米 x 0.73 毫米），常见间距为 0.4 毫米，高度为 0.4 毫米。在设计中添加这种尺寸的电压监控器对于健身手表的操作可靠性和功能至关重要。

图 2 说明了 TLV841 的尺寸与常用尺寸的 0603 组件（例如 0.1 μF 电容器）之间的比较。

图 2：TLV841 评估板

总结

由于消费者的需求将智能手表在物理尺寸、电池寿命和系统性能方面推向了极限，因此满足相应的设计要求是当务之急。现代电压监控器开辟了新的应用机会，使我们能够将更多功能集成到可穿戴设备设计中，同时提高整体系统稳定性和可靠性，并且不会影响产品尺寸。