薄、小、轻—这些是对可穿戴设备的基本要求，也解说了为什么可穿戴技能的约束是电池续航的长短。传统契合要求的电池有锂电池扣子电池，这种电池对传感器和其他的小功率穿戴设备来说满意了，但它很难跟上越来越多的可穿戴设备的脚步，比方健康带和智能手表。现在大多数智能手表电池只够用一天。更有甚者，可能在4月份发布的万众瞩目的Apple Watch，其电池续航仅为2.5个小时
图一：Apple Watch是苹果第一款可穿戴，具有革命性的新技能和开创性的用户界面。(相片由苹果公司供应)
对这些类型的设备来说，进步电池续航是获取商场份额的要害，这将是一个巨大的商场，猜测将在2018年到达3.8亿个单位。能量搜集，无线充电，电池办理，电源办理和低耗费解决计划都是在可穿戴规划中进步续航的可挑选计划。本文章将杰出介绍有关这些范畴的最新产品，来协助可穿戴设备的规划师们发明优异的电源计划并更好的做好电源分配作业。
能量搜集电源办理
能量罗致于身体，如体温文肢干的运动，或许来自环境如环境光线带着的仅微瓦到毫瓦单位的能量—不足以支撑智能手表的运用。德州仪器(TI)有一种设备，bq25570，它能把搜集到的300到400毫瓦一下推到能给电池充电的3到5V。尽管现在这不能发生满意智能手表作业的电量，但至少能延伸作业时间。“超低功耗高能量收集办理集成电路”如bq25570，也包含一个供应能第二种电力运营体系的高效nano-电源降压变换器。
传统电池充电(usb或适配器)
咱们当然能够给可穿戴设备的电池用传统方法充电，经过usb或适配器衔接。TI的新bq25100单电池锂电池充电器供应了一个微型解决计划简直相当于现存电源计划的一半，一起它又能在本钱灵敏的可穿戴商场里支撑低本钱适配器的运用。充电器有高达30V的输入电压和6.5V的输入电压维护，除了其他的维护参数。Maxim的MAX14676/76A为可穿戴设备的电源充电办理供应了另一种挑选。高度集成的MAX14676/76A，咱们能够把它描绘为“可穿戴电源办理计划%&&&&&%”，它不止包含线性的充电电路，也包含延伸续航时很多的低耗费能源办理周边节省主机板的空间。这些包含一个1.8V的低静态电流(lq)200mA的降压调节器，3.2V的低静态电流100mA低压差线性稳压器(LDO)，2.0V“永久翻开”50µA LDO，+5V安全输出LDO，6.6V低Lq120µA电荷泵，乃至5V到17V的输出激增转化器可支撑广泛品种的显现选项。
bq25100和MAX14676/76A都能与无线电力接纳器/发射器调配，供应可穿戴设备规划的无线充电才能。
Qi-Compliant无线充电计划
无线充电因为其快捷性变得很受穿戴设备的欢迎。和传统线性充电方法比较，顾客更倾向于直接把智能手表放在无线充电基座上，而不是处处找充电线和插座并衔接三者为智能手表充电。因而，许多的无线充电计划适用于品种丰厚的产品。以下要点介绍了德州仪器的计划。
TI供应了一个无线充电计划的前沿规划，TIDA-00318，可适用于低功率穿戴设备。这种计划能够调配之前咱们介绍过的bq25100单电池锂电池线性充电器，和一个Qi compliant无线电源接纳器来满意整个Qi compliant无线充电计划。Qi是一个无线充电设备的世界互通规范;任何Qi认证的无线电源接纳设备，如Moto 360 智能手表，能够在有Qi认证的一切基座上完结充电。因而，任何履行TIDA-00318的可穿戴设备都该取得Qi认证在Qi充电基座上作业。TIDA-00318为135mA充电规范而规划，而且体积很小，仅为5x15mm2。
对一个更小的可穿戴设备无线充电接纳器计划，TI有TIDA-00329参阅规划。它只要5.23mm x 5.48mm兼并了你bq51003 Qi compliant无线电源接纳器或bq51050B/51B Qi compliant 无线充电。这种微型规划能供应高达2W的电量。
在无线电源发射器上，或许可穿戴设备无线充电计划充电基座的一面，TI供应了TIDA-00334参阅规划。在小型可穿戴设备发射器的规划上采用了bq500212A %&&&&&%。微型usb衔接器的电源是5V。低功率规划支撑接纳器的输出功率高达2.5W。
TIDA-00334无线发射器参阅规划陈设在一个30mm的区域内，匹配Wurth coil760308101103的圆直径，只比一个15分美元或2欧硬币大一点。
图二：Wurth Elektronik’s WE-WPCC 无线充电承受器线圈契合WPC的Qi规范。
电源办理
极低的电源转化对完成可穿戴设备最佳的电源续航来说很风险。以下是一些最新的低功率产品或许高效直流-直流转化产品。
TI的 TPS727xx系列，250mA LDOs 特征是有着极小的仅为7.9µA静态电流，低丢失(100mA典型电压为65mV，200mA典型电压为130mV，250mA典型电压为163mV)，宽输出电压和负载瞬态呼应。LDO还有一个特点是有着高电源电压按捺比(PSRR)，在RF使用上有着1kHz 70dB的平稳体现，有着小的低本钱的10µA陶瓷电容器。
现在TI推出的还有TPS82740B 200mA下降转化模块，在能供应95%的转化率，在作业时仅耗费360nA lq，而安静时更仅为70nA。小型模块可用于彻底整合，兼并了沟通调整器，感应器和输入/输出%&&&&&%9-bump MicroSiP™组件，完成了仅6.7mm2巨细的尺度。
图3: 低功率TPS82740x 360nA Micro SIP 下降转化器模块
递加的或激增的转化一般不如降压转化有用率。可是，加大电源电压对体系中不同的电路来说很有必要，特别是演示。Maxim有新1A增压器，MAX8627能使单电池锂电池发生激增的输出电压从3V到5V，高达95%的转化率只耗费20µA lq。硅谷实验室现在有TS33x增压器，具有职业领导的低至150nA的lq。TS33x添加输入电压从0.9V到3.6V，而且有8个可挑选的规模为1.8V到5V的输出电压。
蓝牙，微控制器和其它低功率计划
事实上，体系中的一切东西都需求考虑到，当企图延伸可穿戴设备电池续航时。
一个常见的省电的方法便是封闭一些高耗电的功用，如在其他东西上处理显现，比方智能手表，写字板，或电脑。Bluetooth® Smart或许叫低耗蓝牙，主动被参加大多数新智能手表中，因而是可穿戴设备无线沟通方法规范。蓝牙也可用于从智能手机传送信息到智能手表，而且TI供应了一个“蓝牙可穿戴手表开展体系”叫做 TI Meta Watch™ 保证了相关手表设备的快速开展。Meta Watch SDK/API 使在手表上从手机使用或网络服务上承受信息很简单。开发体系包含有显现屏的智能手表，和一个3 ATM 防水不锈钢外壳，皮带表，矿石水晶镜面，轰动电机，三轴加快计，和环境光感应器。
图4：德州仪器Meta Watch™ Bluetooth® 可穿戴手表开发体系保证了“可衔接手表”使用的快速开展。
Meta手表渠道已为低功率运转优化，根据TI16位的MSP430™超低功率的微控制器 (MCU)和CC2564蓝牙主控器界面计划。
挑选MCU对可穿戴设备的电源办理很重要，高效的MCU能加快载入数据并敏捷进入睡觉，保存电量。低能睡觉形式在体系不被运用时能有用削减电源耗费。可穿戴设备的规划者比之前有更多MCU的挑选，32位比16位更有本钱竞争力。为本钱和功率灵敏的MCU优化的ARM’s Cortex-M series32位处理器中心现已能预见到在可穿戴商场的成功。从超低功耗的Cortex-M0 and M0到高性能的 Cortex-M7，ARM Cortex-M 系列能够供应能满意不同需求的各种穿戴设备。根据ARM-Cortex-M系列的MCU现在许多厂商都可供应，包含德州仪器，和STMMicroelectronics，有着STM32 MCU巨大的生产线，包含STM32L1和L0 超低功耗MCU。
最终，一定要考虑到可穿戴设备中很多的传感器的电源办理。传感器技能的开展是加重可穿戴商场开展的燃料。可是咱们不能忘掉传感器的外围电路。STMicro可用于有低功耗传感器信号调度的可穿戴传感器，经过供应QA4NP线组，每信道只耗费580nA的低功耗运算放大器(在1.8V的电源供应下)。
这仅仅一小部分，关于现在低耗办理技能，和产品怎么协作，来发明能满意有急迫需求的可穿戴商场的超低电源体系。可是，认识到超低功耗设备不止足于穿戴设备很重要;新的低耗技能也能使用于其他的使用程序，那些很难保存电量的程序。
