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虽然典型可穿戴设备的大脑也许是嵌入式微控制器（MCU），但电源管理绝对是可穿戴设备的核心。需要用到电源的极小电容电池、多种函数阵列，以及令人难以置信的小解决方案尺寸要求全新的创新型电源管理解决方案能够使系统运转良好。但是当一款经超低功耗优化的MCU和超低功耗经优化的DC/DC转换器一同工作时，我们就可以获得一款适用于可穿戴应用的运转良好且能量充沛的器件。
可穿戴系统
可穿戴设备以MCU以及其集成特性和外设为切入点，将工程制造的多个领域组合在一起。温度传感器，模数转换器（ADC），显示器驱动器，一款Bluetooth低功耗（BLE）射频，甚至加密功能等，经常被集成在MCU之内。其他诸如加速计或者压力传感器等，由于它们的系统特有属性而通常被分开来实现。MCU和传感器定义了可穿戴设备的特性和功能，从而增加了这类产品的吸引力并找准了市场定位。
对于超小型可穿戴设备来说，系统的核心是电源管理。如果一款可穿戴设备需要在一天之内多次充电，或者电池组太沉，这款产品也就失去了吸引力。实现数天连续运行，并且保持器件小巧、轻便就需要经超低功耗优化的电源管理将电池的有限电能高效地转换为可由负载使用的能量。图l显示了一款光学心率监视器的典型方框图。
超低功耗微控制器
虽然MCU必须为可穿戴设备提供多种函数阵列，但是它也不能消耗太多能量。高级低功耗模式需要有效地使用每一分电池能量。而睡眠或待机模式下的超低功耗就显得尤为重要，这是因为可穿戴设备在很多的运行时间内处于这种无用户干预的模式中。对于电池来说，在睡眠模式下消耗几百μA，甚至只1mA的电流都显得有点儿多。相反地，MCU的激活模式功耗才应该在这范围内。这种低功耗需要一款不同的MCU就是一款针对超低功耗应用进行了优化的MCU。
超低功耗DC/DC转换器
DC/DC转换器的作用是将电池不断变化的电压和宝贵电能转换为系统中不同设备所需要的合适电压。某些诸如射频之类的子系统要求低噪声。而其他诸如传感器的子系统也许具有较高的关断泄露，并因此需要将它们从电源轨上断开，而不仅仅是将它们关闭。对于可穿戴设备中的所有子系统来说，低流耗是必需的。因此，DC/DC转换器必须针对超低功耗运行进行优化，其目的是有效地为系统供电。它必须在极低输出功率的情况下也能保持高效率。
图3显示了一款超低功耗DC/DC转换器和它的系统实现方式的示例。为了将解决方案尺寸保持在较小水平上，MCU、BLE射频和传感器使用的电压为共模电压。由于被直接连接到DC/DC转换器的输出上，MCU可始终处于加电状态。传感器被连接到一个集成负载开关的输出上。此负载开关只在需要为传感器供电时（即用户向传感器提出数据请求时）才闭合。在可穿戴设备的大部分工作时间内，不需要用到传感器，因此传感器处于关闭状态。
打开负载开关可以消除来自DC/DC转换器输出的泄漏电流，从而减少了从电池中汲取的电流量。这款DC/DC转换器的DCS-Control技术可实现极低噪声输出，因此非常适合于噪声敏感应用。这款DC/DC转换器的2.9mm×2.3mm×1.1mm总体尺寸，以及其无须外部组件即可实现的全集成功能，满足了可穿戴设备的极小尺寸需求。
图4显示了同一DC/DC转换器在将3.6V输入转换为MCU所需的2.1V电压时的效率曲线。由于其针对超低功耗进行优化的省电模式和360nA的静态电流（IQ），在负载只有10μA时，效率仍然可以在80%以上。
结论
与超低功耗MCU成对使用的针对超低功耗进行优化的DC/DC转换器可以生成用于可穿戴设备的高效且小巧的解决方案。在这两个器件内，功能性与组件的高度集成可实现极小解决方案尺寸。DC/DC转换器的超低360nA静态电流与MCU的450nA待机电流组合在一起，可在由非常小的电池供电的情况下运行很长时间。
