現(xiàn)在，許多應(yīng)用程序都采用了觸覺技術(shù)，通過觸覺提供身臨其境且更具吸引力的體驗(yàn)。我們甚至在可穿戴設(shè)備中看到了觸覺的魔力。智能手表可以通過振動(dòng)來通知您徒步旅行時(shí)轉(zhuǎn)錯(cuò)了方向。他們可以在你跑步時(shí)做同樣的事情，告訴你你落后或落后于你的目標(biāo)速度。誰不喜歡用一種特定的振動(dòng)來提醒您老板正在打電話，而另一種振動(dòng)來提醒您的重要人物來電的便利呢？

然而，將觸覺集成到可穿戴設(shè)備中并不容易，因?yàn)榭臻g已經(jīng)受到限制并且功耗是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)?？朔@些障礙的一種方法是將電源管理 IC （PMIC） 集成到您的設(shè)計(jì)中。

用于觸覺應(yīng)用的 PMIC（尤其是可穿戴設(shè)備、便攜式設(shè)備甚至一些物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 小工具等產(chǎn)品）需要滿足對(duì)小尺寸和高效率的嚴(yán)格要求。通常，這些類型的產(chǎn)品會(huì)在待機(jī)模式下花費(fèi)大量時(shí)間，定期喚醒以執(zhí)行某些任務(wù)。這就是為什么從電池汲取的待機(jī)電流必須盡可能低的原因，以幫助延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命?；谶@些標(biāo)準(zhǔn)，一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員得出結(jié)論，最好的方法是通過簡(jiǎn)化電源架構(gòu)并僅產(chǎn)生單個(gè)轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流來為整個(gè)系統(tǒng)供電，從而最大限度地降低系統(tǒng)的靜態(tài)電流。例如，他們可能會(huì)指定單個(gè) 3V 電源為整個(gè)系統(tǒng)供電，使用負(fù)載開關(guān)斷開電路的某些部分，以在這些部分不活動(dòng)時(shí)保持電池壽命。然而，這種方法的問題在于，雖然待機(jī)電流被最小化，但由于工作模式下的功耗較高，尚未達(dá)到最佳平均電流。結(jié)果，電池充電周期內(nèi)的平均功率沒有得到優(yōu)化。

啟用高保真觸覺效果

當(dāng)今的許多可穿戴設(shè)備都使用偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 （ERM） 致動(dòng)器來產(chǎn)生振動(dòng)。與常規(guī)直流電機(jī)一樣，ERM 電機(jī)使用直流電流的磁場(chǎng)來使物體繞圈移動(dòng)。相比之下，使用線性共振致動(dòng)器 （LRA），設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建更復(fù)雜的振動(dòng)信號(hào)，將上下文信息傳達(dá)給設(shè)備佩戴者。LRA 使用音圈，該音圈基于交流輸入，產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)，其頻率和幅度與所提供的電信號(hào)相對(duì)應(yīng)。它們更復(fù)雜，但LRA 通常比 ERM 消耗更少的能量來產(chǎn)生振動(dòng)。對(duì)于 PMIC，一些類似的標(biāo)準(zhǔn)適用；換言之，將產(chǎn)生特定振動(dòng)所需的電池電量降至最低的 PMIC 是理想的選擇。

為了充分解決具有觸覺功能的可穿戴設(shè)備與電源相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，PMIC 應(yīng)具備：

具有超低靜態(tài)電流的穩(wěn)壓器，可降低始終開啟資源的待機(jī)功耗、延長(zhǎng)電池壽命并減小電池尺寸

高效穩(wěn)壓器可降低有功功率，同時(shí)延長(zhǎng)電池壽命并減小電池尺寸

集成以支持空間受限設(shè)計(jì)中的復(fù)雜電源架構(gòu)

系統(tǒng)管理，包括開關(guān)噪聲抑制、統(tǒng)一 I 2 C 控制、集成按鈕/重置控制和電量計(jì)等元素

和一個(gè)節(jié)能的觸覺驅(qū)動(dòng)器

Maxim 發(fā)布了一款新的 PMIC，它是市場(chǎng)上第一個(gè)提供觸覺驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品。用于超低功耗可穿戴設(shè)備的 MAX20303 PMIC 具有帶有自動(dòng)諧振跟蹤功能的 ERM/LRA 觸覺驅(qū)動(dòng)器。PMIC 的電源管理功能可延長(zhǎng)電池充電時(shí)間，該器件采用 3.71 毫米 x 4.21 毫米晶圓級(jí)封裝 （WLP）。MAX20303 還具有：

微靜態(tài)電流升壓和降壓穩(wěn)壓器

集成線性鋰離子電池充電器、微靜態(tài)電流低壓差 （LDO） 穩(wěn)壓器和電流吸收器

開機(jī)/復(fù)位控制器、I 2 C 可配置性和可選電量計(jì)

MAX20303 的應(yīng)用框圖，它是一種高度集成的可編程電源管理解決方案，適用于超低功耗可穿戴設(shè)備。

考慮作為示例應(yīng)用程序，GPS 運(yùn)動(dòng)手表。在這款手表中，MAX20303 可以為處理器、傳感器、GPS 和藍(lán)牙低功耗接口提供所有電源軌。它還可以為電池充電、監(jiān)控電池充電狀態(tài)并向用戶提供觸覺反饋。

消費(fèi)、醫(yī)療和汽車應(yīng)用推動(dòng)觸覺技術(shù)的增長(zhǎng)

根據(jù) MarketsandMarkets 研究人員的分析，觸覺應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)者將有很多機(jī)會(huì)。該公司預(yù)計(jì)，到 2022 年，觸覺技術(shù)市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到 195.5 億美元，從 2016 年到 2022 年，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 16.20%。該研究公司指出，消費(fèi)電子產(chǎn)品的采用率越來越高，醫(yī)療和汽車應(yīng)用領(lǐng)域的潛在機(jī)遇也隨著這一增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言， MAX20303 PMIC等底層技術(shù)可以解決為小型、超低功耗電子設(shè)備帶來觸覺的挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷