新特性助電池延長(cháng)運行時(shí)間

　　智能手表的熱潮再次引爆了人們對可穿戴設備的關(guān)注。幾乎在每一項產(chǎn)品的測評或是技術(shù)比較中，電池的續航能力都是首當其沖的。無(wú)論智能手表擁有多么炫酷的特性或功能，如果不具備長(cháng)時(shí)間的電池續航能力，也終將會(huì )黯然失色。

　　智能手表的電池續航能力會(huì )受到多個(gè)因素的影響，例如電池的容量、PCB組件的功耗以及用戶(hù)的使用習慣等。在所有的這些因素中，電池的容量無(wú)疑起著(zhù)決定性作用。通常情況下，電池容量與電池組的物理尺寸成正比，而智能手表所追求的小巧精致更是限制了其內部電池的尺寸。目前市面上幾款主流智能手表的電池容量都在 130mAh到410mAh之間，運行時(shí)間也從少于一天到持續數天不等。而對于智能手環(huán)、藍牙耳機、智能眼鏡和智能首飾等其它的穿戴設備，其電池容量就更小了，這也使得每一毫安（mAH） 的電量在電池運行過(guò)程中都顯得至關(guān)重要。

　　電池泄漏電流和充電終止電流通常是影響電池容量和運行時(shí)間的兩個(gè)主要參數，而這種影響對小型電池而言則更加明顯。

　　為了說(shuō)明電池泄露的重要性，我們假定某個(gè)智能手環(huán)的電池容量為50mAh，在理想的情況下，電池IC不消耗任何電流，此時(shí)它可維持手環(huán)運行30天。然而如果在這個(gè)模型中增加不同程度的電池泄露電流，電池的續航能力則會(huì )受到不同幅度的影響。如圖1所示，當泄露電流為75nA時(shí)，電池的續航能力從本質(zhì)上講沒(méi)有任何變化，仍然可以運行30天。然而，當泄露電流增加至5µA時(shí)，電池的續航能力減少了2天。以此類(lèi)推，當泄露電流為10µA時(shí)，電池的續航能力減少了4 天。而當泄漏電流達到20µA時(shí)，電池IC將會(huì )消耗相當于電池容量25%的電流，使電池的續航能力足足減少了一周。很顯然，電池容量越小，泄露電流對于電池的續航能力的影響就越大。

　　圖1：電池泄露電流對電池續航能力的影響

　　那么，終止電流又是如何影響電池續航能力的呢？圖2的一組數據顯示了一塊容量為41mAh的電池的兩個(gè)充電周期。在這兩個(gè)充電周期中，充電電流均為40mA 快速充電電流，而終止電流卻有所不同。圖中綠線(xiàn)代表的是終止充電電流為4mA的充電周期，充電終止比率為10%，充電時(shí)間為97分鐘。紅線(xiàn)代表的則是終止電流為1mA時(shí)的情形，其總充電時(shí)間達到了146分鐘。在第二種情況下，充電時(shí)間多出了50分鐘，而電池電量增加了2mAh，這大約是電池總電量的5%。以50分鐘的時(shí)間獲取5%的電量是否合理呢？要知道，增加5%的電量可以使智能手表多工作2個(gè)小時(shí)。

　　所以，電池越小，終止控制就越關(guān)鍵。對于容量只有20mAh的電池來(lái)說(shuō)，如果不能將終止電流控制在5mA以下，那么在開(kāi)始使用電池之前就已經(jīng)損失了10%電池電量。

　　圖2：終止電流為4mA和1mA時(shí)，41mAh電池的充電周期

　　目前，例如德州儀器 （TI）bq24040和bq24232等數款充電器解決方案均被廣泛應用于各類(lèi)低功耗應用中。此外，為了滿(mǎn)足可穿戴應用的特殊需求，TI此前還推出了 bq2510x充電器系列，其電池泄漏電流不僅小于75nA，同時(shí)還可以將終止電流精確地控制在1mA以?xún)?。Bq2510x系列的封裝尺寸僅為0.9mm x 1.6mm，是那些體積受限低功耗應用的理想選擇。