您的光學傳感可穿戴設備是否在各種測量條件下提供連續、實時的監測，從而盡可能節省功率？您可能已經將設備設計為適應不同的用例。很有可能，您還在可穿戴設備中內置了調諧電流的能力，以在設備工作時最大限度地減少電流消耗。但是想象一下，如果你有一種方法可以同時動態調整電壓電平，你可以節省多少電力。

一些簡單的例子（通過簡單的數學）展示了額外節能的潛力。光學傳感系統設計用于在更具挑戰性、不利的測量條件下運行。例如，從在陽光和陰影點綴的小徑上大汗淋漓的跑步者那里捕獲生命體征測量值將比在溫控辦公室內的辦公桌前工作的人更具挑戰性。在更具挑戰性的條件下，旨在捕獲更準確、更連續的心率測量的光學傳感器算法需要將 LED 電流調高到其最高額定值，以實現更好的信噪比 （SNR）。典型的光學檢測電路將具有一個與由電壓V驅動的光學模擬前端（AFE）串聯的LED。發光二極管.對于我們的簡化示例，讓我們看一個基于綠色 LED 的系統，其中 VLED LED 和 AFE 鏈的電源固定為 5V。假設在最高額定電流（100mA）下，LED兩端的正向壓降為4V，這在光學AFE上留下了1V壓降。

VLED = 5V

VF = 3V at 5mA

VDRV = 2V

現在，讓我們想象一下這個系統在有利的測量條件下 - 例如當人在辦公桌前工作或睡覺時。在這種情況下，該算法將顯著降低光學傳感器電流。在較低的電流（例如5mA）下，LED兩端的正向壓降將降至3V，從而在光學AFE兩端留下2V。

VLED = 5V

VF = 3V at 5mA

VDRV = 2V

在較低的電流下，AFE正確運行所需的電壓（其順從電壓）下降。給定固定 5V 接 V 電壓發光二極管，但是，V.DRV實際上比在不利條件下時要高。假設AFE的順從電壓為VDRV_COM= 0.16V;這種情況使AFE兩端產生超過1.84V的電壓。因此，系統的功耗比實際需要的多1.84V x 5mA。

可穿戴設備可連續、實時地監測心率等生命體征，可在不同的條件和用例下可靠運行。動態電壓調節可以補充其他技術，以最大限度地降低功耗并延長電池壽命。

基本上，任何使用固定V的系統發光二極管需要針對不利條件進行擴展的架構最終會在有利條件下消耗過多的功率。但是如果 V發光二極管是否由具有動態電壓調節 （DVS） 的穩壓器設置？然后，V發光二極管可以與當前設置一起向上或向下調整，從而最大限度地降低功耗。系統可以調整V發光二極管以在適當的余量下最小化每個當前設置的以下表達式。

VLED – (VF + VDRV_COM)

即使使用簡單的查找表方法，將電壓設置為適當的特定電流范圍也可以顯著節省功耗，從而延長可穿戴設備的電池壽命。

計算節能

DVS可能節省的功率應該是顯著的，特別是當您考慮到大多數可穿戴設備僅在相對較短的時間內在不利的測量條件下佩戴時。當然，不同的血液灌注水平、皮膚類型和用例會影響實際節省多少。為了說明這一點，請看一下這個典型場景：

LED 脈沖電流 = 38.9mA

脈沖占空比在117sps時為100μs，為1.17%

降壓-升壓效率 = 95%

假設這些參數在 4 小時周期中適用于 24 小時。如果我們可以在 1V 下實現 DVS 節省，我們可以按如下方式計算電池節省：

1V × 38.9mA × 1.17% × 95% × 4 小時 = 1.73mWHr 每天 24 小時

對于 100mAHr 電池 （370mWHr），使用 4 天可節省 67.10% 的電量。這個例子沒有考慮一整天中的其他 20 個小時。

Maxim提供帶DVS的電源管理IC，用于24/7全天候監控可穿戴設備和物聯網應用。MAX20345包括具有超低靜態電流的穩壓器、線性電池充電器、三個支持DVS的降壓穩壓器、三個低壓差（LDO）線性穩壓器和一個降壓-升壓穩壓器。因此，如果您渴望從可穿戴設備中節省更多電力，那么該技術可以幫助您實現這一目標。

審核編輯“郭婷