薄、小、輕是對可穿戴設備的基本要求，也解釋了為什么可穿戴技術的短板是電池續航時間。傳統符合要求的電池有鋰電池紐扣電池，這種電池對傳感器和其他的小功率穿戴設備來說足夠了，但它很難跟上越來越多的可穿戴設備的腳步，比如健康帶和智能手表。現在大多數智能手表電池只夠用一天。

圖一：Apple Watch是蘋果第一款可穿戴，具有革命性的新技術和開創性的用戶界面。（照片由蘋果公司提供）

對這些類型的設備來說，提高電池續航是獲取市場份額的關鍵，這將是一個龐大的市場，預測將在2018年達到3.8億個單位。能量收集，無線充電，電池管理，電源管理和低消耗解決方案都是在可穿戴設計中提高續航的可選擇方案。本文章將重點介紹有關這些領域的最新技術，來幫助可穿戴設備的設計師們創造優秀的電源方案并更好的做好電源分配工作。

能量收集電源管理

能量汲取于身體，如體溫和肢干的運動，或者來自環境如環境光線攜帶的僅微瓦到毫瓦單位的能量—不足以支撐智能手表的使用。德州儀器（TI）有一種設備，bq25570，它能把收集到的300到400毫瓦一下推到能給電池充電的3到5V。雖然現在這不能產生足夠智能手表工作的電量，但至少能延長工作時間。“超低功耗高能量采集管理集成電路”如bq25570，也包括一個提供能第二種電力運營系統的高效nano-電源降壓變換器。

傳統電池充電（usb或適配器）

我們當然可以給可穿戴設備的電池用傳統方式充電，通過usb或適配器連接。TI的新bq25100單電池鋰電池充電器提供了一個微型解決方案幾乎相當于現存電源方案的一半，同時它又能在成本敏感的可穿戴市場里支持低成本適配器的使用。充電器有高達30V的輸入電壓和6.5V的輸入電壓保護，除了其他的保護參數。

Maxim的MAX14676/76A為可穿戴設備的電源充電管理提供了另一種選擇。高度集成的MAX14676/76A，我們可以把它描述為“可穿戴電源管理方案集成電路”，它不止包括線性的充電電路，也包括延長續航時大量的低消耗能源管理周邊節約主機板的空間。這些包括一個1.8V的低靜態電流（lq）200mA的降壓調節器，3.2V的低靜態電流100mA低壓差線性穩壓器（LDO），2.0V“永遠打開”50μA LDO，+5V安全輸出LDO，6.6V低Lq120μA 電荷泵，甚至5V到17V的輸出激增轉換器可支持廣泛種類的顯示選項。

bq25100和MAX14676/76A都能與無線電力接收器/發射器搭配，提供可穿戴設備設計的無線充電能力。

兼容Qi標準的無線充電方案

無線充電由于其便捷性變得很受穿戴設備的歡迎。和傳統線性充電方式相比，消費者更傾向于直接把智能手表放在無線充電基座上，而不是到處找充電線和插座并連接三者為智能手表充電。因此，許多的無線充電方案適用于種類豐富的產品。以下重點介紹了德州儀器的方案。

TI提供了一個無線充電方案的前沿設計，TIDA-00318，可適用于低功率穿戴設備。這種方案可以搭配之前我們介紹過的bq25100單電池鋰電池線性充電器，和一個Qi compliant無線電源接收器來滿足整個Qi compliant無線充電方案。Qi是一個無線充電設備的國際互通標準；任何Qi認證的無線電源接收設備，如Moto 360 智能手表，能夠在有Qi認證的所有基座上完成充電。因此，任何執行TIDA-00318的可穿戴設備都該獲得Qi認證在Qi充電基座上工作。TIDA-00318為135mA充電規格而設計，而且體積很小，僅為5x15mm2。

對一個更小的可穿戴設備無線充電接收器方案，TI有TIDA-00329參考設計。它只有5.23mm x 5.48mm合并了你bq51003 Qi compliant無線電源接收器或bq51050B/51B Qi compliant 無線充電。這種微型設計能提供高達2W的電量。

在無線電源發射器上，或者可穿戴設備無線充電方案充電基座的一面，TI提供了TIDA-00334參考設計。在小型可穿戴設備發射器的設計上采用了bq500212A IC。微型usb連接器的電源是5V。低功率設計支持接收器的輸出功率高達2.5W。

TIDA-00334無線發射器參考設計陳列在一個30mm的區域內，匹配Wurth coil760308101103的圓直徑，只比一個15分美元或2歐硬幣大一點。

圖二：Wurth Elektronik's WE-WPCC 無線充電接受器線圈符合WPC的Qi標準。