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Les concepteurs de wearables et de dispositifs IoT alimentés en permanence disposent désormais d’un moyen plus facile d’étendre la durée de vie des batteries, tout en réduisant le facteur de forme grâce au tout dernier PMIC (Power Management IC) très intégré de Maxim Integrated Products, Inc (NASDAQ : MXIM). Le MAX20345 à très faible consommation intègre un chargeur de batterie lithium, et inaugure une architecture unique qui optimise la sensibilité des mesures optiques pour les wearables destinés aux applications de fitness et de santé.

Dans le cas des wearables, la précision de la détection optique est influencée par un certain nombre de facteurs biologiques propres à l’utilisateur. Les concepteurs s’efforcent d’accroître la sensibilité des systèmes optiques, en particulier le rapport signal/bruit (SNR pour Signal Noise Ratio), pour couvrir un plus large éventail de cas d’utilisation. Les régulateurs classiques à faible courant de repos, que l’on privilégie pour les applications wearables, imposent certains compromis qui dégradent le rapport signal/bruit au poignet, avec des ondulations à haute amplitude, des ondulations basse-fréquence et des temps de stabilisation longs. Certains concepteurs se sont même tournés vers des alternatives à courant de repos plus élevé pour surmonter ces inconvénients, mais ils doivent faire face à une consommation d’énergie accrue, ce qui réduit l’autonomie de la batterie ou nécessite une batterie plus grosse. Le MAX20345 est doté d’un régulateur "buck-boost" (dévolteur-survolteur) d’un genre nouveau, basé sur une architecture innovante, optimisée pour produire des mesures très précises de fréquence cardiaque, d’oxymétrie (SpO2), et autres mesures optiques. Le régulateur délivre le faible courant de repos désiré, sans les inconvénients qui peuvent dégrader le rapport signal/bruit et, par conséquent, permet de gagner jusqu’à 7 dB (selon les conditions de mesure).

Le MAX20345 est également le dernier né d’une gamme de PMIC ultra-basse consommation, destinés aux petits appareils wearables et aux dispositifs IoT, qui contribuent à améliorer le rendement, sans sacrifier l’autonomie de la batterie. Pour répondre à ces besoins, le MAX20345 intègre un chargeur de batterie lithium-ion, six régulateurs de tension, chacun à courant de repos ultra-faible ; trois régulateurs dévolteurs nanoPower (900 nA typique), et trois régulateurs LDO à courant de repos ultra-faible (pouvant descendre jusqu’à 550 nA). Deux commutateurs de charge permettent de déconnecter certains périphériques système pour minimiser la décharge de la batterie. Les régulateurs "buck-boost" comme les régulateurs "buck" simples disposent tous d’une fonction DVS (Dynamic Voltage Scaling, ou mise à l’échelle de tension dynamique), qui permet des économies d’énergie supplémentaires si des tensions plus faibles peuvent être déployées dans des conditions favorables. Le MAX20345 est disponible en boîtier WLP (Wafer Level Package) à 56 billes au pas de 0,4 mm, mesurant 3,37 x 3,05 mm.

Principaux avantages

 Performances supérieures pour systèmes optiques : le régulateur "buck-boost" intégré génère de faibles ondulations haute-fréquence qui n’interfèrent pas avec les mesures optiques. Les temps de stabilisation courts permettent de réaliser des mesures optiques haute-sensibilité sur les wearables.

 Vie de la batterie prolongée : les régulateurs à courant de repos nanoPower réduisent la consommation au repos et en veille, ce qui prolonge la vie de la batterie et permet d’en réduire la taille. Les régulateurs à haut rendement préservent l’énergie de la batterie pendant les phases actives.

 Faible encombrement : en éliminant plusieurs composants discrets, le MAX20345 propose une architecture d’alimentation sophistiquée convenant aux wearables et aux dispositifs IoT pour lesquels l’espace est critique. Commentaires

« Les ventes d’appareils wearables de fitness et de bien-être devraient dépasser 114 millions d’unités d’ici 2020, ce qui entraîne une demande croissante pour des technologies de détection plus précises et de meilleure qualité pour mesurer certains paramètres vitaux comme la fréquence cardiaque ou le niveau d’oxygène dans le sang, » déclare Kevin Anderson, Analyste Senior Semiconducteurs de puissance, chez IHS Markit.

« Maxim continue de proposer des innovations sans précédent dans le domaine des appareils wearables de santé. Notre nouveau MAX20345 élargit notre offre de PMIC ultra-basse consommation pour wearables et applications alimentées en permanence, en proposant une solution qui permet une détection optique avec une sensibilité record, dans des appareils à porter au poignet pour une mesure plus précise des paramètres vitaux, » déclare Frank Dowling, Directeur du Développement Commercial de la division Industrie et Santé, chez Maxim Integrated.

Disponibilité et prix

 Le MAX20345 est disponible sur le site web de Maxim au prix de 4,45 dollars (par 1.000 et plus, FOB USA) et auprès certains de distributeurs agréés.

 Le kit d’évaluation MAX20345EVKIT# est disponible au prix de 57 dollars.

http://www.maximintegrated.com/