可穿戴設(shè)備經(jīng)過(guò)媒體和廠家長(zhǎng)時(shí)間得吹捧，已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但用戶的接受度一直很低，甚至有了可穿戴設(shè)備無(wú)用論的觀點(diǎn)。造成這種現(xiàn)象的原因有多種，包括可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)采集的精確度、有效性、外觀設(shè)計(jì)等等，不過(guò)，橫在廠商和消費(fèi)者面前最大的障礙還是電池的續(xù)航問(wèn)題。

不論是可穿戴設(shè)備，還是智能手機(jī)，隨著技術(shù)的發(fā)展，所集成的模塊越來(lái)越多，功能越來(lái)越強(qiáng)大，但與之相反的是，電池技術(shù)長(zhǎng)久以來(lái)一直處于停滯不前的狀態(tài)。雖說(shuō)會(huì)時(shí)不時(shí)有一些聽(tīng)起來(lái)神乎其神的電池技術(shù)涌現(xiàn)，如鋰氟化碳（CFx）電池，直接通過(guò)身體供熱發(fā)電的體熱發(fā)電機(jī)，它們往往都號(hào)稱會(huì)徹底改變可穿戴設(shè)備續(xù)航時(shí)間短的問(wèn)題，只是實(shí)驗(yàn)室研究到投入商用要花上至少一兩年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，理想雖美好，但卻于事無(wú)補(bǔ)。

除了提高電池本身的性能，還可以通過(guò)其他途徑進(jìn)行優(yōu)化。比如說(shuō)在給可穿戴設(shè)備充電的時(shí)候把電池盡可能地充滿，以充分利用電池的容量。德州儀器高性能模擬半導(dǎo)體產(chǎn)品部電池管理產(chǎn)品市場(chǎng)及應(yīng)用經(jīng)理文司華博士曾經(jīng)提到過(guò)可穿戴設(shè)備電源設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)。他指出，由于可穿戴設(shè)備的電容容量一般比較小，電池容量普遍為40mAh左右，有的甚至更小。這樣的話，要想把電池充分充滿并不容易，這樣的話，很多時(shí)候可穿戴設(shè)備并不是以滿容量的電池在給設(shè)備供電，因此，續(xù)航能力受到了很大的影響。還有就是電池的漏電流要小，就是可穿戴設(shè)備的待機(jī)電流要小。例如TI的Bq25100的漏電流就只有75nA。另外一個(gè)就是充電的電流和電壓精度要高。因?yàn)橹挥懈呔鹊碾妷汉碗娏鞑庞锌赡軐㈦姵乇M可能充滿，否則誤差會(huì)比較大。他特別提到Bq25100可以對(duì)低至10mA或和達(dá)250mA快速充電電流進(jìn)行準(zhǔn)確控制，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)低至1mA的充電終止。

凹凸科技在第十一屆中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)推出世界首顆高集成單節(jié)鋰電池NVDC1充電器，高精度電池偵測(cè)庫(kù)侖計(jì)，高效率OTG升壓控制器三合一方案KillerWhale。此次推出的三合一方案KillerWhale主要針對(duì)平板電腦、智能手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及其他單電池手持設(shè)備應(yīng)用。此系統(tǒng)基于O2Micro的CRC專(zhuān)利架構(gòu)，具備更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，運(yùn)行頻率高達(dá)3MHz，可允許使用更小的系統(tǒng)電容，同時(shí)集成了4顆開(kāi)關(guān)管以及充電電流偵測(cè)電阻，使得應(yīng)用更簡(jiǎn)便。KillerWhale可通過(guò)外部的偵測(cè)電阻和電池端NTC電阻來(lái)檢測(cè)動(dòng)態(tài)電流，對(duì)電池容量進(jìn)行合理估算，同時(shí)基于O2Micro庫(kù)侖計(jì)的專(zhuān)利算法，及OCV偵測(cè)功能來(lái)初始化和校準(zhǔn)修正電池剩余容量，增強(qiáng)電池偵測(cè)的準(zhǔn)確性，以更提高用戶體驗(yàn)。不僅如此，KillerWhale可實(shí)現(xiàn)USBOTG5V升壓輸出，內(nèi)部集成MOSFET和Boost升壓控制器可把電池電壓提升到5V，使得KillerWhale更適應(yīng)于手持單節(jié)鋰電池的應(yīng)用。

三種可穿戴設(shè)備能量采集技術(shù)

通過(guò)電源管理芯片優(yōu)化電池性能，這種方法能提高的效能畢竟有限。如今科學(xué)界備受關(guān)注的幾種可穿戴能量采集技術(shù)有望解決電池續(xù)航能力差的問(wèn)題。在預(yù)想的未來(lái)中，可穿戴設(shè)備可通過(guò)光纖、熱量、或是振動(dòng)獲取能量，這聽(tīng)起來(lái)似乎還有些不真實(shí)，但可以收集能量的可穿戴設(shè)備其實(shí)已經(jīng)存在多年。

太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池不是只有發(fā)電場(chǎng)、路燈這些大型應(yīng)用，我們將看到微型版本的太陽(yáng)能電池為可穿戴設(shè)備提供足夠的能量。不需要電池的太陽(yáng)能手表已經(jīng)存在很多年了，EnergyBionics最近開(kāi)發(fā)的一款太陽(yáng)能手表不僅可以滿足自身需求，還可以為其它設(shè)備供電。

把太陽(yáng)能電池應(yīng)用于可穿戴設(shè)備上的一大問(wèn)題是，設(shè)備需要光照才能發(fā)電，一旦光線被遮住，比如在袖子下面，就沒(méi)法產(chǎn)生能量了。不過(guò)從另一個(gè)角度看，這也讓太陽(yáng)能電池成為智能服裝的一個(gè)好選擇，柔性電池甚至可以直接縫進(jìn)織物中去。

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)針對(duì)的是太陽(yáng)光，因?yàn)樘?yáng)光的強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于室內(nèi)常見(jiàn)光源。為解決這一問(wèn)題，一些新材料正在開(kāi)發(fā)出來(lái)，能夠在室內(nèi)發(fā)電，效率也大大提高。

熱電收集

熱電收集是把熱能轉(zhuǎn)換為電能，使用的物理原理叫塞貝克效應(yīng)。珀耳帖元件加上一對(duì)特定的半導(dǎo)體，只要出現(xiàn)溫差就會(huì)產(chǎn)生電流。

對(duì)可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)，不斷散發(fā)熱量的人體可以作為熱的一端，環(huán)境則成為冷的一端。產(chǎn)生能量的多少取決于高低溫度之間的Δ值。珀耳帖元件可以收集很多能量，因而對(duì)緊貼皮膚，能量需求又高的設(shè)備來(lái)說(shuō)很有潛力。熱電回收的一大優(yōu)勢(shì)是能量源源不斷，不管是室內(nèi)還是室外，白天還是黑夜都能利用。

早前雷鋒網(wǎng)就報(bào)道過(guò)韓國(guó)開(kāi)發(fā)出來(lái)的一款把熱能轉(zhuǎn)化為電能的貼片，其各種特性都已經(jīng)很滿足可穿戴設(shè)備的使用需求。

壓電收集

壓電收集把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。在壓電元件中，由于壓電效應(yīng)，只要元件受到機(jī)械力操縱就會(huì)產(chǎn)生微小的電流。在可穿戴設(shè)備上的應(yīng)用，壓電元件的設(shè)計(jì)通常是靠行走、呼吸或手的運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的振動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。

壓電收集所產(chǎn)生的能量相對(duì)較少，這使它的應(yīng)用主要限制在耗電較少的設(shè)備以及總是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的身體部位?？茖W(xué)家正在研發(fā)的聚合物壓電纖維具有柔韌透氣的特點(diǎn)，可以置入織物當(dāng)中，也有很廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

在可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)飛速發(fā)展的過(guò)程中，有電池技術(shù)帶來(lái)的桎梏越發(fā)嚴(yán)重，國(guó)內(nèi)外的半導(dǎo)體廠商及電池廠商都在不斷努力，尋找最佳的解決方案。若續(xù)航的問(wèn)題能有效地解決掉，可穿戴設(shè)備用戶體驗(yàn)就等得到大幅提升，這也會(huì)進(jìn)一步將可穿戴設(shè)備推向更廣闊的領(lǐng)域。

技術(shù)專(zhuān)區(qū)基于BD57020MWV和BD57015GWL的無(wú)線充電參考設(shè)計(jì)艾拉比FOTA升級(jí)加碼怪獸共享充電玩轉(zhuǎn)生活不斷電富士康收購(gòu)貝爾金或?qū)⒊蔀闊o(wú)線充電巨頭Maxim發(fā)布業(yè)界最低靜態(tài)電流、最高峰值效率的超小尺寸降壓轉(zhuǎn)換電動(dòng)車(chē)充電分為哪幾個(gè)過(guò)程