使电池解决方案更紧凑的诀窍

作者：Wenjia Liu，德州仪器

在设计一款可穿戴产品时，首先需要考虑的可能就是这款产品的尺寸。由于可穿戴设备要求较长的电池续航能力和具备多种功能，尽管整体可用空间十分有限，但其中电池要占据很大一部分，解决方案的其余部分必须更加紧凑小巧，这样才能既将更多的功能集成在内，又为较大的电池尽可能地留出额外空间。

有几种方法可以缩小解决方案的尺寸。首先，选择不同的封装类型可以大大减小集成电路 (IC) 本身的尺寸。与四方扁平无引线 (QFN) 封装相比，晶圆级芯片尺寸封装 (WCSP) 的平均尺寸几乎只是它的一半，和真正的芯片大小基本一致。然而，由于可穿戴设备的输出电流一般低于300mA，功率耗散也就不像高电流应用那样大。因此，在低功耗可穿戴应用中，散热不再是一个大问题。

请您考虑一下TI的PicoStar IC 封装和MicroSiP 模块来进一步缩小你的解决方案。SiP是“封装内的完整系统”的缩写，它将常见功能组合在一起从而减小电路板空间。PicoStar将IC嵌入到封装基板中，并将其它无源组件堆叠在其顶部，将器件所需空间减小了一半。图1展示了其主要概念：将电容器和电感器放置在IC的顶部。由于PicoStar封装的厚度为150µm，模块的总体厚度与平常的封装解决方案差别不大。


图1：具有IC和无源组件的MicroSiP模块

除了无源组件外，PCB顶部的IC也是可堆叠的。在诸如智能手表和其它运动监视设备的可穿戴应用中，由于充电器和电量计或者充电器和DC/DC转换器是必不可少的，那么借助于PicoStar，将它们最终集成在MicroSiP模块中是合理的。

TPS82740A是一款采用TI MicroSiP封装并用负载开关将全部所需的组件集成在内的超低功耗DC/DC转换器。总体解决方案尺寸只有2.3mmx2.9mm，小于很多QFN封装IC。

此外，一定要选择封装尺寸最小的无源组件，但是要确保电压和温度降额符合应用要求。