適合您手掌的電子產(chǎn)品 - 有足夠的空間 - 執(zhí)行一系列相當(dāng)復(fù)雜的功能。從持續(xù)監(jiān)測生命體征的腕戴式健身手環(huán)到進(jìn)行現(xiàn)場語言翻譯的耳戴式設(shè)備，這些復(fù)雜的設(shè)備在以下方面有一些嚴(yán)格的設(shè)計考慮：

印刷電路板面積

散熱

電池壽命

噪聲

由于新功能而增加電源軌

上市時間

與傳統(tǒng)的大型電源解決方案相比，使用單電感多輸出（SIMO）降壓-升壓架構(gòu)有助于解決當(dāng)今許多智能互聯(lián)設(shè)備所面臨的普遍挑戰(zhàn)。

我們想要小尺寸的解決方案。我們必須很好地管理熱量，因為現(xiàn)在我們的耳道或眼睛附近的設(shè)備。我們不喜歡過于頻繁地為設(shè)備充電，所以如果我們能增加充電周期之間的時間，這就是我正在使用的產(chǎn)品想要的。然后是噪音，所以當(dāng)我進(jìn)行噪聲檢測時，這些是我們從身體獲得的非常小的信號，所以我們必須確保電源解決方案不會產(chǎn)生任何額外的噪音。

SIMO 架構(gòu)帶來更高的效率、更小的尺寸
便攜式連接設(shè)備通常具有以下組件：Li+ 充電器、5V 近場通信 （NFC）/傳感器、1.85V 藍(lán)牙和音頻（低噪聲）和1.2V微處理器。這些負(fù)載是物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備的典型負(fù)載。這些電源軌的輸出電壓通常在1.2V至5V之間，對于某些器件甚至更寬。高系統(tǒng)效率、小解決方案尺寸和低靜態(tài)電流是必須的。Mital展示了一款采用SIMO架構(gòu)的電源管理IC（PMIC），以滿足這些要求。特別是具有線性充電器、3x 電流吸收、電源排序、150mA 低壓差穩(wěn)壓器 （LDO） 和 I 的三輸出 SIMO 降壓-升壓穩(wěn)壓器2C 可用作可跨多個平臺擴展的完整系統(tǒng)解決方案?！爱?dāng)你有一個解決方案為整個[系統(tǒng)]供電時，你不必?fù)?dān)心表征其他部分，”他說。

傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)湟竺總€開關(guān)穩(wěn)壓器為每個輸出配備一個單獨的電感器。電感器體積大且成本高昂，因此不太適合小型設(shè)計。相比之下，在降壓-升壓SIMO架構(gòu)中，單個電感可在寬輸出電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)多達(dá)三個輸出電壓。當(dāng)輸出低于某個閾值時，這會觸發(fā)電感為該輸出提供服務(wù)。由于輸出具有不同的電壓和負(fù)載，因此此服務(wù)過程不是順序的;相反，它按需發(fā)生，米塔爾解釋說。此體系結(jié)構(gòu)減小了解決方案大小，同時保持了效率。

為了突出效率優(yōu)勢，Mital展示了一個帶有一個電感器的傳統(tǒng)功率樹。在這種情況下，90.2%的效率僅反映單個穩(wěn)壓器的效率，而不是整個系統(tǒng)的效率。電池電流為 49mA 和 VBATT 最小值為3.4V 由于采用3.3V LDO，因此整體系統(tǒng)效率為69.5%。然后，Mital將這種情況與具有單個電感器的SIMO電源樹進(jìn)行了比較。在這種情況下，電池電流為43.4mA（相比之下，節(jié)省5.6mA），而V。巴特由于PMIC工作范圍（允許更多放電），最小值為2.7V。SIMO解決方案的系統(tǒng)效率為78.4%，比傳統(tǒng)電源樹效率高8.9%。

始終開啟、低功耗和更好的性能
在會議期間，Mital 重點介紹了一些用例，以展示使用基于 SIMO 架構(gòu)的始終在線、低功耗 PMIC 進(jìn)行設(shè)計的優(yōu)勢。例如，對于噪聲敏感型耳機放大器，電源中的SIMO技術(shù)支持一些降低輸出電壓紋波的技術(shù)：

降壓-升壓輸出與集成LDO串聯(lián)可以顯著降低噪聲。由于該解決方案是集成的，因此無需擔(dān)心必須添加其他組件。

降低電感器的電流限值可優(yōu)化輸出電壓紋波。

為噪聲敏感軌增加一個額外的電容器可降低這些電源軌上的噪聲。

在耳機放大器應(yīng)用的測試設(shè)置（如圖2所示）中，Mital比較了VDD和DVDD由LDO供電的設(shè)置，以及VDD和DVDD由MAX77650超低功耗PMIC提供，帶有SIMO和電源路徑充電器的設(shè)置。MAX2采用75.2mm x 15.0mm x 7.77650mm晶圓級封裝（WLP），工作電流為5.6μA，關(guān)斷電流為0.3μA，具有I電流。2C 兼容接口。測試用例表明，使用 SIMO PMIC 為音頻編解碼器供電可延長電池壽命，而不會影響音頻質(zhì)量。測試的帶內(nèi)頻譜輸入信號包括：無信號、-60dBFS和標(biāo)稱負(fù)載為3Ω的-32dBFS。帶內(nèi)頻譜快速傅里葉變換 （FFT） 顯示分立 LDO 提供的 VDD 和 DVDD 與 SIMO PMIC 提供的 VDD 和 DVDD 幾乎相同的噪聲和頻率成分。本底噪聲和諧波成分不受 SIMO 驅(qū)動耳機放大器上的 VDD 和 DVDD 電源的影響。

圖2.左邊是測試設(shè)置 1，VDD 和 DVDD 由 LDO 提供。右邊是測試裝置2，VDD和DVDD由MAX77650 SIMO PMIC提供。

Mital 介紹了其他幾個用例，以展示高度集成的 SIMO PMIC 如何降低功耗并延長小型便攜式電子產(chǎn)品的電池壽命。智能耳塞提供了一種具有多個導(dǎo)軌的真正無線解決方案，如圖 3 所示。由于左耳塞和右耳塞需要相同的功能，MAX77650可以同時用于兩者。Mital指出，Maxim試圖在其不同的SIMO PMIC系列中保持一致的寄存器映射，以便用戶可以輕松地將固件從一個平臺移植到另一個平臺。

圖3.智能耳塞是一種真正的無線解決方案，可以利用兩側(cè)的 SIMO PMIC 為多個電源軌提供服務(wù)。

除了耳戴式設(shè)備和可穿戴設(shè)備之外，還有更大的應(yīng)用可以利用SIMO技術(shù)。頭飾外形的助眠器需要大量的處理能力來處理多個傳感器收集的數(shù)據(jù)量。該應(yīng)用的主系統(tǒng)可采用MAX77714完整系統(tǒng)PMIC，具有13個穩(wěn)壓器、8個GPIO、實時時鐘和靈活的電源排序功能，適用于多核應(yīng)用。該設(shè)計的子系統(tǒng)可以利用 SIMO PMIC 為加速度計、音頻和接近傳感器的電源軌提供服務(wù)。Mital說，兩種PMIC都可以在這個高性能解決方案中推動更多的處理。

審核編輯：郭婷