微型穿戴装置电源管理设计与充电技术
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传统的手表功能单纯、简便、耗电量极低，一颗水银电池就可运作一年以上，不需要常常脱下来换电池。然在穿戴式装置上，因为功能增多，使得以年计的电池续航力很难实现，也是穿戴式装置最大的痛点之一，因此采用低功耗技术元件、搭配好的电源管理、与更方便的充电技术，来延长穿戴式装置的电池续航力，加速市场普及…
穿戴式装置的应用很多，举凡穿戴在身上的电子产品，都可以称作穿戴式电子产品。由于其应用广泛，功能也非常分散，厂商想在穿戴式装置开发出一款产品来吃遍天下，恐怕不容易。虽说科技大厂都是以丰富的移动设备开发经验，来挑战开发穿戴式装置，但由于穿戴式装置属于跨电子、纺织、时尚…等产业的产品。而各产业在设计这类产品的构想与概念，不一定相同，PM(产品经理)在规划这类产品时，除了要懂规格、懂应用、必要时还得具有时尚的元素，才能让产品既美观又好穿戴。
不同于移动设备，穿戴式装置的体积更小、重量更轻，像是智能手表、手环、戒指等类别的产品，以穿戴舒适度来说，最好不要超过200g，因此穿戴式产品的重量可是「克克」计较，且电源设计上也是要尽量发挥能效，「分秒必争」，以提升电池续航力。所以在选择穿戴式装置的系统元件，增加功能与维持续航力下必须做一定的取舍。
以CPU元件来说，采低功耗SoC(单芯片)已成主流，而在芯片封装技术部份，也从MCP(Multi-Chip Package；多芯片封装)，进化到3D立体堆叠(3D Stacks)，将CPU、存储器、RF、与各种MEMS统统整合在一颗IC里面，除可微缩线路间距、减少PCB面积，亦可降低电源的耗损。
低耗电MCU部份，有Freescale(飞思卡尔)的Kinetis Mini MCU，采用Cortex-M4架构，速度最高达150MHz。而ST(意法)的STM32F系列，采用32-bit Cortex M3或M4 ARM架构，依产品等级将DSP与FPU整合，也有Cortex-M0的Ultra low power(超低功耗)的MCU，以STFM32F01 MCU的功耗来说，可到128µA/MHz、而在Stop模式下更可低到9 µA。
也有厂商直接拿移动设备专用的AP(应用处理器)来设计穿戴式装置，大多是ARM Cortex-A7、A9或A11，采双核或异质架构设计，这类的产品通常有搭配屏幕显示，有些还具备触控功能，产品功能多，耗电比较凶，也必须配置较大容量的电池。
各穿戴式装置的硬件配置与续航力分析
上述主打运动健身的智能手环产品，大多采用上述的MCU(微控制器)来当成其主要处理器，采Cortex-M0、M3或M4架构，搭配省电型RAM，配置大约1MB以下，快闪存储器也不超过16GB。可提供基本的系统运作、动作数据(Motion Data)收集；在无线通讯方面，几乎清一色采用低功耗蓝牙4.0标准(BLE)，耗电量小于15mA。这类手环有Nike+ FuelBand、Jawbone UP、Fitbit Flex，Sony Smartband SWR10，续航力可以超过5天以上。
在主打信息娱乐的智能手表产品，采低功耗MCU＋黑白屏幕达到节电效果的有Pebble、Kreyos Meteor，皆是采用夏普的黑白Memory LCD，只有画面更新时才会耗电，也具备5？7天电池续航力。而采用低功耗MCU＋彩色屏幕的产品，有Sony Smartwatch SW2、Qualcomm Toq、Samsung Gear Fit，这些产品约使用3？4天就要充电。
至于功能全面的智能手表产品，采用AP＋彩色屏幕的，就大概跟智能手机一样，只能支撑不到1天。例如i’m Watch(采Freescale MX233 450MHz CPU)、WIMM One (ARM11 667MHz CPU)、Adidas miCoach SMART RUN (采TI OMAP 4430双核1.2GHz，仅4小时)。而全功能的智能手表手机产品，像是采MTK6572双核1.2/1.3GHz的Yingqu(映趣) InWatchZ/Omate TrueSmart 2.0，以及Neptune Pine (采Qualcomm S4双核1.2GHz)，也都是仅有以小时计的电池寿命。
上述的产品可看到都是增加功能(效能)牺牲电力或增加续航力就牺牲功能。不过有厂商针对穿戴式装置推出低能耗的CPU，Ingenic(君正)的MIPS架构CPU，采用就号称其CPU运行时只需要1颗LED发光的能量。目前GEAK(果壳) inWatch与Smartdevices(智器)的Z Watch都采用JZ4775 MIPS CPU 1GHz，能做到 2？3天的续航力，以及近12天的待机能力。
充电技术大比拼
在充电技术方面，由于USB规范的最大电压与电流输出为5V与5A(充电模式)，且是当今最广泛的周边连接规范，可与电脑做数据传送或同步，因此其家族规格，广被厂商用来当作各种移动设备的充电设计。以目前Android手机？平板大多采用microUSB插头的的充电头，以100？240V全电压输入，5V直流电1A/2A输出；至于苹果手机则是传统30pin接头或新款采用Lightning的8pin双方向接头，原厂Lightning充电线内部有配置有TI BQ2025的电源管理IC，与NXP NX20P3电源保护IC兼防伪用，来为移动设备充电。
在穿戴式装置的充电设计上，则各有不同。以手表和手环产品为例，有些产品是设计成主机和表(腕)带可拆离，以便更换或充电连接。在充电孔的设计部份，依方便度来排序的话，有第1类：直接设计成USB插槽直接插入电脑USB埠来充电(如Nike+ FuelBand)；第2类：沿用传统microUSB埠的(如Sony Smartwatch SW2/Smartband SWR10)；第3类：采用自家特制的充电接触点(pad)，必须搭配专属充电装置来充电(如Pebble、i’m Watch、Mio Alpha、Samsung Gear 2/Neo/Fit)。
无线充电技术为穿戴式装置闯出一片天
穿戴式产品(如智能手表？手环？戒指？眼镜等)，如果能采用上无线充电技术来设计，可以将产品完全密封，达到防水、防尘效果，不用担心弄伤充电接触点？孔。而目前已经有厂商采用无线方式来设计，并有实际产品推出。建议可以在消费者会脱下来的情境(例如洗澡时)，设计成浴室镜台专用的无线充电基座。
无线充电(Wireless Recharging)技术上，可分成磁感应与磁共振两类，目前有三种无线充电技术联盟，包括：无线充电联盟WPC(Qi)、无线电力联盟A4WP、电力事业联盟PMA。其中以WPC联盟因成立较久，声势最浩大，Google、三星、苹果都力拱该联盟的规格，已有超过500种Qi认证的产品上市。据悉AGENT和Moto360智能手表采用Qi无线充电标准。
在扩充配件部份，Tylt公司的VÜ-Mate和Focuslink(中宇)的SP3FL-6系列，都是符合Qi标准的无线充电接收贴片，可以直接贴在Samsung Galaxy S4/S5/S3或Note 3/2的电池上面，搭配其专属的Qi充电基座，即可无线充电。电流输出为0.5A，能源转化率达到70%，充电时间比有线充电多1/5；此外，也有厂商推出iPhone的充电背盖。
然而磁感应的无线充电技术只限于一对一，而且只能是平面上，A4WP联盟(前身为WiPower)的Rezence磁共振技术，可以应用在一对多、非表面的产品上，因此可以实现一个无线充电板，同时为多支手机、穿戴式装置来充电。A4WP由Qualcomm主导，Intel也加入该联盟，目前已知Qualcomm的智能手表Toq采用A4WP的无线充电技术。
至于另一家PMA联盟采磁感应技术，虽也有微软加入该联盟，且在美国部分星巴克和麦当劳设置无线充电热点，并提供开放的Open Network API，但为了对抗日益庞大的WPC联盟，A4WP和PMA两家于2014年2月宣布合作，将一起制定并推出磁感应＋磁共振双模技术的规格，搭配其开放式网络API来做管理。
已知博通(Broadcom)在5月28日正式发表了BCM59350电源芯片，同时支持A4WP、PMA、WPC等三种标准，让厂商在开发智能手机、穿戴式装置时，更容量将无线充电功能导入。
