为可穿戴设备提供最理想的充电解决方案

事实上，除了电池充电器以外，一个专门为可穿戴设备而设计的电源解决方案还包括很多其他组件。现在，让我们一起来了解一下当工程师在为系统设计充电解决方案时最常采用的几款器件。

电池充电器前端的输入接口通常可以使用不同的电源，例如目前普遍的USB、AC适配器以及无线电力与能源采集等。通过与无线电源协会（WPC）多年以来的密切合作，目前TI已经推出了多款可同时用于Qi及非Qi认证解决方案的无线充电传输器和接收器。

TI针对低功耗可穿戴应用所推出的微型无线接收器TI Design参考设计是一款采用了低功耗无线接收器bq51003的超小型参考设计，能够为电池充电器提供5V的直流输入电流。整套解决方案的面积还不足30平方毫米，是小巧精致型低功耗应用的理想选择。如果工程师想要设计一个直接充电的解决方案，可以用bq51050B替换bq51003，这是一款集电池充电器于一体的接收器，能够直接与电池进行连接。

针对低功耗可穿戴应用且符合Qi（WPC）标准的无线充电器TI Designs参考设计将bq51003与低功耗充电器bq25100以及纤细的10mm线圈组合在一起，所形成的整体接收无线充电解决方案能够提供高达2W的输出电流。bq25100专为可穿戴设备设计，能够帮助整个解决方案实现非常精确地充电终止电流，并且在任何时候电池的泄露电流都低于75nA。

针对低功耗可穿戴应用的小型无线电源传输器TI Designs参考设计是TI低功耗传输器bq500212A的应用电路。其与bq51003搭配为无线充电提供了绝佳的解决方案。为了实现合理的系统整体效率，该应用电路中的线圈尺寸为30立方毫米，而并非其他参考设计中接收器端所使用的10mm线圈。由于线圈并不是标准的尺寸，该解决方案没有通过Qi认证。在专门的设计中，非相容型RX和TX仍然可以相互通信，这使工程师可以更加自由的选择线圈的尺寸和其他相关组件。Dick Stacey的视频详细介绍了TI针对可穿戴和健身设备所设计的无线电力解决方案。

其他近来被经常提及的电源还包括能量采集。能量采集系统可以通过光、热和振动收集能量并将其储存在诸如超电容器或小型电池等能源存储单元中。由于大多数可穿戴设备都是在户外使用，这就使得它们能够采集阳光并将其转化为可穿戴设备的能源。此外，TI还可提供一系列针对可穿戴设备的低功耗、高效率降压与升压转换器，包括bq25570、bq25504/05和TPS62736/37。

在充电系统中还有一个不容忽视的重要元素，那就是电池电量计。可穿戴设备的电池容量通常都很小，而小型的电池需要精确控制终止充电以防止电池因过充而老化。电池电量计能够通过感测电阻器对充电电流进行更精确的监测，如此一来用户就可以更准确地了解设备的充电情况，在充满电时及时拔掉充电器，以保证电池电量更充足，使用寿命更长。TI bq27421-G1是业界功耗最低的电池电量计，仅靠一块单芯锂离子电池就可以维持运转。它的尺寸极小，只有1.6mm*1.6mm（包括集成感测电阻在内），是体积精巧型可穿戴设备的理想解决方案。同时，这款电池电量计可以切换为几种不同的模式以提供不同的电源功率，包括初始化模式、正常模式、睡眠模式、休眠模式以及关闭模式。在关闭模式下，该设备的耗电量仅600nA，与电池自放电率相比可以忽略不计。此外，TI的专利技术Impedance Track使该电池电量计易于配置，还可以灵活选择电池组。对于那些不能精确控制终止充电的电池充电器，使用这款电池电量计可以很好弥补这一缺陷，以最大化利用小电池的电量。