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无感升压芯片在可穿戴设备中的低噪声优势

无感升压芯片在可穿戴设备中的低噪声优势

近期趋势

随着可穿戴设备向更小体积、更薄机身演进,内部电源管理空间被大幅压缩。业界开始关注低噪声升压方案对传感器信号完整性的影响。近期贴片式无感升压芯片在蓝牙耳机、智能手环、医疗级监护贴等设备中的采用率有所上升,设计驱动力主要来自对音频底噪和心电信号清晰度的要求。

近期趋势

行业背景

传统升压芯片多依赖电感储能,但电感本身会产生电磁辐射与机械振动,容易耦合到邻近的模拟前端或音频线路。无感升压芯片以电容飞升(charge pump)结构为核心,省去磁性元件,从根本上避免线圈带来的峰峰噪声。在可穿戴设备中,这种架构特别适合需要多级电压轨且对纹波敏感的传感器供电场景。

行业背景

用户关注点

可穿戴设备的最终用户不会直接看到芯片规格,但会感受到以下差异:

  • 通话与录音清晰度:升压噪声耦合到麦克风通路时,会出现“沙沙”声或周期性蜂鸣;无感芯片能将噪声基底降低到可接受范围以下。
  • 心率/血氧稳定性:光电传感器需要恒定偏置电压,电源噪声会导致脉动波形的信噪比下降,影响数据连续性。
  • 续航与发热:无感升压方案在轻载下转换效率通常比电感方案略低,但设计师可以通过跳过(skip)模式或级联稳压来平衡,用户更关心电池寿命是否缩短。

可能影响

从产品开发角度看,采用无感升压芯片会带来三方面改变:

  1. PCB布局简化:无需考虑电感下方的禁止布线区域,电路板可更紧凑,适合曲面或柔性基板。
  2. EMI测试通过率提升:缺少电感谐振产生的辐射尖峰,整机预扫更容易通过消费类电子标准。
  3. 成本结构转移:电容体积通常比电感更小且价格更低,但需要额外电容倍数来维持输出能力,总体BOM增减视输出功率和电压范围而定。

后续观察

当前无感升压芯片的输出电流大多限制在200毫安以内,主要适用于传感、音频、显示驱动等低功耗负载。未来需要关注的方向包括:低静态电流下的噪声抑制优化、不同开关频率对电荷泵级数的影响,以及多路输出集成的可行性。当可穿戴设备开始集成毫米波雷达或高精度肌电传感器时,超低噪声升压方案可能成为主流设计主动选择,而非替代性选项。

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