TPS631000——助力可穿戴设备高效率、小型化设计

作者：Iris Wen

随着智能化水平提高、生态的完善以及技术的成熟，近年来可穿戴设备得到了飞速的发展，从日常生活到健康管理、再到游戏娱乐，它已然渗透到人们生活的方方面面。生活中最常见的可穿戴设备莫过于智能手表及智能手环，它集成高分辨率彩色显示屏以及蓝牙等无线传输模块，可以实现丰富的信息交互，同时还集成了多种传感器模块，能够帮助用户实现日常的健康监测。除此之外，AR（虚拟现实）眼镜在近几年也得到了迅猛发展，未来AR技术将会越来越多地走入大众的视野。

通常，可穿戴设备中会集成多种模块，系统设计中需要升压（Boost）或降压/升压(Buck-boost)转换器来将较低的电池输出电压提升至各类模块所需的输入电压。德州仪器（TI）2022年新推出的降压/升压转换器TPS631000能够很好地满足这一类应用的需求。这是一款采用恒定频率峰值电流模式控制的降压/升压转换器，具有 3A 峰值电流限制（典型值）和 1.6V 至 5.5V 输入电压范围以及1.2V至5.3V的输出电压范围。此外，TPS631000的静态电流仅为8 µA，且封装尺寸小（1.2mm × 2.1mm SOT-583 封装），能够满足可穿戴设备待机时间长、小体积尺寸的需求。

目前，大多数智能手表及智能手环都具有生物信息检测的功能，该功能通常需要光学生物传感模块（如AFE4410）来实现，绿光用于心率检测，红光或红外光则用于血氧饱和度检测，发出不同颜色光的LED导通电压也有差异，如下表

应用TPS631000的设计框图如下所示：

首先，TPS631000的基本参数（TPS631000数据表）可以满足该应用的需求，当输入电压近似等于输出电压时，TPS631000 会自动以升压、降压或 3 周期降压/升压模式运行。它还能够以定义的占空比进行模式切换，避免不必要的模式内切换，以减少输出电压纹波。生物传感模块一般不会持续工作，多数设计是间隔一定时间运行一次，因此，大部分时间该模块会处于待机状态，TPS631000的静态电流仅为8 µA，因此可在轻载条件下实现出色效率，最大限度减少不必要的电能损耗以延长待机时间。此外，TPS631000提供小尺寸解决方案，采用 1.2mm × 2.1mm SOT-583 封装、一个 1µH 电感器和一个 0805 输出电容器，方便开发者实现小型化设计。

相比智能手表这类成熟的可穿戴设备，AR（增强现实）眼镜则是近年随“元宇宙”逐渐走入大众视野的新兴产品，它集成的功能模块更加丰富、技术难度更高，从而对用料的可靠性要求也更高。AR眼镜中，较为常见的有触觉震动、电机、蓝牙、TOF等模块，均可与TPS631000搭配实现系统设计。

作为德州仪器2022年升压、降压/升压转换器中的明星产品，TPS631000以其性能高、尺寸小、价格低等优势完美地适配了个人电子产品中可穿戴设备的应用。您可在官方产品页中查看产品详细信息、技术文档等资料，或购买本产品及其评估版。