電子發燒友網報道（文/莫婷婷））電源管理芯片作為電子設備的電能供應中樞和紐帶，隨著市場需求的增加出貨量也快速增長。在智能穿戴領域，技術的迭代也讓消費者越來越注重產品使用體驗，然而智能穿戴設備的相關問題還沒得到解決。例如智能手表，今年315晚會曝出低配版智能手表“偷窺”兒童，隱私安全問題昭然若揭。另一則事故指向電池安全：由于電池過熱造成燒傷，Fitbit召回100多萬塊智能手表。

那么，延伸到電源管理芯片上，智能穿戴設備在電源管理芯片的升級迭代上還面臨哪些技術瓶頸，對于智能手表電池燒傷的問題，又該如何避免與解決？電子發燒友網與思遠半導體市場總監黃林、創芯微市場一部經理&創芯微聯合創始人劉文鑒進行了交流。

智能穿戴設備升級帶來的挑戰，需要廠商把電池保護做精做透

Fitbit此次召回的主要是在美國市場上的智能手表，根據美國消費者產品安全委員會公開提到的，Fitbit收到的燒傷報告中涉及了三級燒傷和二級燒傷，其中有115份是來自美國市場，59份是來自海外市場。

對于智能手表出現電池過熱的問題，可能涉及多個方面的因素，在鋰電池方面，過度充電、充放電電流過大或溫度過高是原因之一；在電源管理芯片方面，芯片不合規等等也可能是原因。不僅僅是智能手表，如果TWS耳機出現電池過熱，其帶來的影響會更加嚴重。在2019年，就有網友爆料蘋果AirPods Pro出現過熱后裂開。

Fitbit產品涉及召回的4個型號

思遠半導體市場總監黃林提到，針對電池過熱的問題，電源管理芯片可以從過壓保護、過流保護、溫度保護等等的環節進行考慮，加之對檢測精度、響應時間等方面進行優化。經過多年的研究，思遠半導體的電源管理芯片不僅僅在電池保護性能上取得突破，還在轉換效率、功耗、尺寸、集成度等各個方面都不斷迭代。

例如智能充電管理芯片 SY6103，這款芯片采用CSP-9 1.725mmx1.725mm封裝，集成了線性充電管理、NTC檢測和保護、休眠模式、看門狗等功能，浮充電壓步進達到12.5mV，充電電流步進達到8mA，在保證低功耗的同時更安全的對電池進行充放電管理。黃林介紹，SY6103芯片已用于OPPO等品牌客戶TWS耳機中，并且還用于智能手表等穿戴設備上。

SY6103典型應用原理圖（圖源：思遠半導體）

對于電池保護，創芯微市場一部經理&創芯微聯合創始人劉文鑒認為需要對電池進行精確的電壓、電流及溫度監控。更重要的是，面對市場需求升級，電源管理芯片將延長運輸和存儲時間，同時保障運輸過程的安全。基于此，創芯微推出帶船運模式的CM1126B系列鋰電保護IC，采用DFN1*1小封裝，船運模式下功耗低至2nA，在實現TWS耳機超長時間待機的同時，避免電池深度放電導致的安全問題。

據了解，創芯微的智能穿戴設備電池保護芯片和方案已覆蓋單節分立、雙芯片二合一、單芯片二合一等所有領域。劉文鑒介紹，公司全系電池保護芯片具備高過充精度及高充電過流精度，并且完善的放電過流保護、短路保護及溫度保護功能，可避免電池在使用過程中出現任何安全隱患。

在技術升級迭代的過程中，業內多家廠商推出池保護的創新方案，借一步解決了相關安全問題。未來隨著無線充電、快充等需求的增長，電源管理芯片將迎來新的升級。

電源管理芯片的迭代與升級：充電控制、電源架構

數據顯示，2020年，我國電源管理芯片市場規模約占全球四成份額，預計2021年到2025年的年復合增長率增長將達到 14.7%。毫無疑問，面對市場需求升級，智能穿戴設備對電源管理芯片的性能需求將助推電源管理芯片工藝技術的迭代。

在迭代過程中，電源管理芯片將出現集成化、高效低耗化等特點，提升的方面主要是在于快充、低功耗、更高的轉換效率的能耗等。劉文鑒向記者提到了三大點：一是快速充電功能，需要電源管理芯片提供更加快速且更加安全的充電控制。二是需要更長續航時間，需要提升鋰電池能量密度，最有效的辦法就是提升電池電壓平臺，將電池充到更高的電壓，此時要求鋰電保護芯片有更高的電壓檢測精度。三是延長運輸和存儲時間，同時保障運輸過程的安全。

“由于智能穿戴設備里小功能的模塊和芯片會比較多，對于DC/DC、LDO，以及負載開關相關的數量也會更多。”思遠半導體市場總監黃林認為，隨著整個產品形態更趨于穩定和成熟，未來會有集成度更高的產品出現，能夠幫助終端的設計廠商優化產品的性能、設計布局，以及整個產品的ID設計。

電源管理芯片已經是提升智能穿戴設備性能和廠商差異化競爭的關鍵。目前，國產電源管理芯片廠商的產品和技術的布局都有不同的側重點。

基于智能穿戴設備需要更高的電壓檢測精度這一特點，創芯微推出的新一代單節電池保護芯片實現了業界最高的±10mV電壓檢測精度。例如對于需要延長運輸和存儲時間，創芯微推出帶CM1126B系列鋰電保護IC，船運模式的功耗為2nA，實現TWS耳機超長待機時間，并且外圍電路簡單，整體BOM成本低。

與數字芯片不同的是，電源管理芯片的迭代升級并不會針對制程節點，最重要的還是拓撲結構、電源架構上的控制環路等，這些因素都決定產品的整體性能。目前，業內已有多家廠商在往這方面推進。值得關注的是，思遠半導體將在今年第二季度推出新一代產品，黃林介紹，該產品將采用新的電源架構，從多方面帶來技術的迭代。

小結：

由于智能穿戴設備對續航時間、充電性能越來越敏感，電源管理芯片也越顯重要性。經過多年的發展，國內芯片水平不斷提升，模擬芯片也迎來了快速的迭代。值得一提的是，國產電源管理芯片正在往新能源汽車等更多新興應用領域發力，未來的發展值得期待。