东芝智能手表设计方案

随着物联网的高速发展，科技潮流逐渐向生活中每个群体蔓延，尤其是直观交互的便携式穿戴设备最是得到认可。智能手表不仅拥有和传统机械手表一样时尚的外观，而且还具备类似于手机一样的交互界面，能够实时监测人体健康数据和对外界信息的响应传达，深得人们喜爱。

东芝半导体作为行业内先进的半导体和解决方案供应商，公布了其智能手表设计方案，如下图所示：

图1. 东芝智能手表总体设计框架图

此方案由电源管理系统和控制管理系统两部分组成。首先对于电源管理系统提供了两个通道的电源输入，其一是可移动电池电源，其二是外接USB有线电源。电池管理芯片承接着整个手表系统能源的输送管理，其重要性不言而喻，因此在设计方面上要足够重视。

图2. 电源管理系统设计原理图

为避免浪涌产生的过电压对下级电子器件造成损坏，+5V的USB直流电源首先需要经过瞬态抑制二极管，此瞬态抑制二极管需具备高静电脉冲吸收、低钳位电压抑制静电能量等功能特性，东芝半导体DF2B6M4SL、DF2B6M4BSL、DF2B20M4SL、DF2B5BSL、DF2B5PCT、DF2B7PCT等器件可满足以上要求。

通过瞬态抑制二极管后会接入负载开关（电子保险丝或者由N沟道MOSFET+栅极驱动IC构成的负载开关电路），电子保险丝推荐使用通过IEC 62368-1认证的东芝的TCKE8系列的TCKE800NA/NL、TCKE805NA/NL、TCKE812NA/NL和TCKE7系列的TCKE712BNL产品。

N沟道MOSFET栅极驱动IC推荐使用东芝的TCK4xx系列，例如TCK401G/402G、TCK420G/421G等，此器件具备宽工作电压和过压锁定等特性。电源管理芯片将处理后的能源连接肖特基势垒二极管供给到移动电池中进行能源存储，这里推荐使用东芝半导体生产的CTS05S30进行设计参考，其具备低功率损耗和快速切换的功能，能够友好的辅助电路的运行。

同理，使用可移动电池给整个系统供电时，需要一个小信号MOSFET和一个N沟道MOSFET栅极驱动IC来管理电池取电，小信号MOSFET推荐使用N沟道的SSM3K16CTC，它具备低导通电阻和低电压运行的特性。

微控制器（以下简称MCU）利用通信接口与传感器交互数据，为了确保数据的稳定性，中间会加入运算放大器来增强信号，东芝的TC75S102F、TC75S67TU具有低电流损耗、低电压工作、低噪声等特性，推荐使用。同时为了保证控制系统的供电稳定，推荐接入TCR15AG、TCR13AG、TCR8BM、TCR5BM、TCR5RG、TCR3RM、TCR3U、TCR2L、TAR5系列线性稳压器。上述LDO均具备低压差、高电源抑制比、低电压噪声、低电流损耗的特性。

为了减少排线提高可靠性降低噪声，通常需要将并行通信转为串行通信。东芝TC358774XBG、TC358767AXBG、TC358768AXBG、TC358746AXBG等桥接芯片可以实现不同接口电路之间的连接，提高器件的选择范围从而减低成本。

图3. 脉冲探测电路原理图

最后脉冲传感器（心率传感器）的发光装置需要使用双极晶体管来对信号进行增益，这里推荐使用东芝2SC6026CT、2SA2154CT等器件，因其具备集电极发射极饱和电压低特性，在电路中适配效果极佳。

以上东芝半导体提供的解决方案为智能手表设计方案重要的组成部分之一，如应用软件信息的交互，还需要额外的系统电路来完成操作系统的通信管理。

东芝半导体提供完善的智能手表解决方案极具参考价值，可以帮助企业从设计到落地的加速运行，同时东芝半导体为客户提供一站式服务，小至器件选型、模块整合，大到系统架构、产品落地，服务至上，虔诚以待。如需更多的帮助，请访问东芝半导体官方网站，开启您的产品开拓之路。

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商，公司累积了半个多世纪的经验和创新，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

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