可穿戴设备如智能手表、健康监测手环、可植入式医疗设备等,对电子元件的功耗、体积、精度有极高要求。运算放大器作为模拟前端的核心部件,在信号采集、放大与处理环节扮演着不可或缺的角色。
圣邦微电子(SGMICRO)顺应低功耗、长续航的发展趋势,推出一系列超低功耗运放,适用于电池供电、体积受限、温度多变等复杂条件下的便携式应用。
一、低功耗运放的核心技术特点
圣邦微的低功耗运放产品主要涵盖 SGM8521、SGM8551、SGM8611、SGM8091 等型号,具备以下优势:
1. 超低静态电流
多数型号静态工作电流低于1μA(如SGM8521典型值仅0.8μA),显著延长电池寿命;
适合对功耗极为敏感的可穿戴或医疗设备。
2. 宽电源电压范围
支持1.4V~5.5V宽工作电压,兼容各类锂电池、纽扣电池、LDO供电设计;
在不同电压水平下仍保持稳定增益和输出性能。
3. 低输入失调电压
如SGM8551的最大失调电压低于1mV,有效减少前端测量误差;
保证传感器信号采集的线性与一致性。
4. 轨到轨输入输出(RRIO)
输入与输出电平范围覆盖整个电源轨,适合单电源供电系统设计;
简化外围设计,提升信号动态响应。
5. 良好的EMC和温漂性能
内部优化电路结构提升抗电磁干扰能力;
在温度-40°C ~ +125°C范围内保持稳定指标,适合贴身佩戴与户外使用环境。
二、典型应用场景
1. 心率/脉搏信号放大
利用SGM8551等低功耗运放将来自光电传感器的微弱模拟信号放大;
实现心率数据前端放大与滤波处理,确保检测准确性与系统续航。
2. 温度传感器信号调理
热敏电阻输出信号变化细微,需高增益低偏置放大器处理;
圣邦微低功耗运放提供稳定增益和较低噪声输出,保障精度。
3. 电池电压监控/功率管理
运放用于比较电池电压与参考值,或驱动A/D采样;
圣邦微提供高PSRR与低IQ运放,有助于系统实时掌握电量变化。
4. 可穿戴医疗仪器
如便携式心电图(ECG)、血糖监测仪;
运放在前端电流检测与ADC接口中,要求低噪声和低温漂。
三、客户实际使用反馈
某智能穿戴厂商采用SGM8521替代原进口低功耗运放,实现整体功耗降低超过20%,电池续航由5天延长至7天;
某健康监测设备制造商选用SGM8551作为温度检测通道的前端,实测温漂低于±1.5μV/°C,长期数据漂移明显优于竞品;
可穿戴医疗领域客户通过对比发现,在1μA以下功耗范围内,圣邦微低功耗运放的失调控制与输入偏置电流控制优于同档位国际品牌(如Analog Devices的AD850x系列)。
四、对国产替代的推动意义
当前国内许多可穿戴和消费医疗设备仍依赖TI、ADI等国外厂商的低功耗放大器。圣邦微凭借本地化支持、可靠交期和持续迭代的低功耗产品,已在多个品牌终端实现进口替代。
此外,圣邦微通过广泛的封装形式(如SOT-23、SC70、WLCSP),大幅提升产品在小型化应用中的适配度。
五、总结
圣邦微电子的低功耗运放不仅在电流控制、温度稳定性和精度控制方面具备显著优势,同时其对国产可穿戴设备行业的发展也起到了推动作用。随着终端对超低功耗、长续航、高精度的需求不断提升,圣邦微有望在新一代可穿戴设备中扮演更重要的信号链核心角色。