今日，可穿戴设备不再仅仅一些小玩具了，它还包含许多医疗范畴运用的健康监测东西。影响可穿戴设备商场遍及的妨碍在于其动力自主性：为了加强“可穿戴”的概念，有必要选用小型电池，并且进一步改进其能效和电源办理。
可穿戴设备商场的添加日益微弱，估计未来几年内销售量将达6亿，并且跟着物联网(IoT)的兴起和行将到来的工业4.0，未来的开展越来越达观。今日，可穿戴设备不再仅仅一些小玩具了，它还包含许多医疗范畴运用的健康监测东西。
影响可穿戴设备商场遍及的妨碍在于其动力自主性：为了加强“可穿戴”的概念，有必要选用小型电池，并且进一步改进其能效和电源办理。
高度整合的电子设备因为供给新的操控功用，催生了许多运用和多功用的运用场景，进一步改进咱们的生活环境。技能开展的脚步十分快速，可穿戴设备供给的或许性现已触及医疗范畴。健康监测用的可穿戴设备能够严厉，且实时地操控重要的症状，从而为医疗专家供给经过云端存取监测数据的或许性。
一般可穿戴设备办理的信息量、可视化LED接口以及低功耗蓝牙(BLE)通信协议都需求高功率的电源办理解决方案，才干完成更长运用寿数的产品，一起运用能量搜集技能供给充电的新时机。可穿戴设备现已证实是运用能量搜集技能的膏壤，人们能够运用穿戴者的动能发生电能，并为所穿戴设备中的电池直接充电，如图1。
图1：选用TI CC2541 SoC构建的可穿戴设备。
电源方式
规划师的首要考虑要素就在于优化节能技能，充分发挥在必定时间内待机方式下的低功耗解决方案优势，并运用或许的物理中止唤醒可穿戴设备，如振荡，或忽然移动。为了搜集数据，健身设备或许作业在发动方式，但在未侦测到运动时，则可进入节能状况，并尽或许地保持在睡觉或深度睡觉方式。
现在，紧凑型锂离子电池技能是可穿戴设备的首要动力，但是，容量与电池的尺度密切相关，并且经过几年的运用后容量也会大幅下降。
有用延伸电池寿数的一种办法是下降可穿戴设备内的许多传感器的功耗。一切的传感器都有重要的效果，并作业在与电池电压不同的电压等级中，因而它们需求直流/直流(DC/DC)转化器，如图2。
图2：多轨DC-DC装备
进步转化功率直接影响电池的寿数。开关稳压器的挑选也是尽或许进步功率、为每步作业决议功耗级的关键要素之一。依据输入与输出的电压，能以1mA的低静态电流完成最大80%的功率。
与线性稳压器比较，根据电感的DC/DC开关型转化器具有优异的功率，因而是首选器材，但添加多个根据电感的开关型稳压器来满意各个电压要求的本钱太高。当然也能够考虑运用多轨的DC-DC或开关电容转化器替代线性稳压器，以进步全体功率并延伸电池寿数。
德州仪器(TI)的TPS82740A模块专门规划用于满意比如智能手表等穿戴式设备的电源要求。这种模块选用“MicroSIP”技能(体系级封装)，在面积仅6.7mm2的封装内整合了开关电容和输入/输出电感。如图3所示的典型装备不需求任何外部元件。
图3：选用经典装备的TI TPS82740A模块
TI模块的作业原理选用了无缝转化至节能方式的直接操控技(DCSControl)。该器材可作业在充电锂离子电池或以锂为主的电池(比Li-SOCl2、Li-MnO2)，或是选用两个或三个碱性电池作业。输入电压最高5.5V，也答应从USB端口或薄膜太阳能模块(假如想运用能量搜集技能的话)取电作业。
热能搜集
运用热电发生器(TEG)能够将热能转化为电能，其中心是热电堆。从热力学的原理来看，人类皮肤上的热能量无法有用地转化为电能，即便人类均匀能够发生100W以上的能量。但咱们假定大约1%到2%的低转化功率，所获得的能量就足以使一个低功耗可穿戴设备正常作业。直接触摸皮肤放置的TEG可穿戴设备发生的热电路能够用人体和环境的热电阻加以描绘。这些电阻串联在一起，可代表热电发生器的热阻。
咱们一直在发生热，这是人体推陈出新的副效果。但是，只要少部分的热经过暖流和红外线辐射耗散到周围环境中，剩余的热量则以水蒸汽的方式被按捺。别的，只要少部分的暖流能够被搜集起来并储存为能量。两层之间发生的电压起伏V取决于资料和温度，并以塞贝克(Seebeck)系数S函数遵从线性关系。
正如咱们所看到的，能量优化的一起，有必要一起精确挑选各种元件，以及电源和只在必要时供给电源的智能电源办理体系。
规划低功耗体系时有许多需求考虑的要素：功耗、所需求的周期、电压和总功耗。因而，一切的规划场景都有必要细心地加以规划。
图4：选用热能搜集技能的起搏器方块图
