Eckdaten

Die Verlängerung der Batterielaufzeit stellt für Hearables und Wearables eine Herausforderung dar. Ein auf der Simo-Architektur (Single Inductor, Multiple Output) basierender Schaltregler, bietet eine gute Lösung, da er auf einen kleinen Ruhestrom optimiert ist. In ihrem Artikel betrachten die Autoren die Simo-Architektur genauer und erklären, warum sie für diese Anforderungen von Vorteil ist.

Bei der Entwicklung von Hearables und Wearables gehört eine lange Batterielaufzeit zu den Schlüsselanforderungen. Wenn der Anwender zum Beispiel einen langen Strandspaziergang macht, möchte er keine Unterbrechung zum Aufladen der Batterien der Kopfhörer. Ein anderes Beispiel wäre die Entwicklung von medizinischen Pflastern: Diese könnten für lange Zeit in einem Lagerraum liegen, bevor sie eingesetzt werden. Die Batterie sollte nicht leer sein, bevor das Pflaster in Patientenhand gelangt.

Die Verlängerung der Batterielaufzeit stellt insbesondere bei sehr kleinen elektronischen Geräten eine Herausforderung dar. Die Gerätegröße setzt der Batteriekapazität Grenzen. Vom Powermanagement-Standpunkt aus gesehen gibt es eine gute Lösung für diese Art von Produkten: Ein auf der Simo-Architektur (Single Inductor, Multiple Output) basierender Schaltregler, der auf einen kleinen Ruhestrom optimiert ist.

Niedrige Effizienz in typischen Power-Management-Architekturen

Bild 1: Beispiel eines Energieflussdiagramms für ein Hearable-Design.

Bild 1: Beispiel eines Energieflussdiagramms für ein Hearable-Design. Maxim Integrated

Tabelle 1: Vergleich der Simo-Architektur mit einer konventionellen Powermanagement-Lösung.

Tabelle 1: Vergleich der Simo-Architektur mit einer konventionellen Powermanagement-Lösung. Maxim Integrated

In einem typischen Powermanagement-System für ein Hearable-Gerät gibt es ein Powermanagement-IC (PMIC), das einen Batterielader, einen Abwärtswandler und einen Low-Dropout-Linearregler (LDO) nutzt, um die Sensoren zu versorgen. Ein doppelter LDO versorgt Mikrocontroller, Bluetooth und Audio (Bild 1). Außerdem werden noch einige externe passive Bauteile benötigt. Da in dieser Architektur LDOs für drei Stromschienen verwendet werden, liegt die Gesamteffizienz einer solchen typischen Umsetzung nur bei 69,5 Prozent (Tabelle 1).

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