依靠创新的力量影响我们周围的世界
SIGNALS+ 在线快讯订阅
持续关注Signals+，了解有关连接、数字健康、电气化和智能工业的最新见解、信息和想法并加以利用。
关闭详情
光学DVS：延长可穿戴设备电池续航时间的关键技术？
关键要点
|
可穿戴设备有许多优点，但频繁充电绝非其中之一。如果我们能够从可穿戴设备的小小电池中榨取更多续航时间，结果会怎样？这正是光学DVS的价值所在：提供具有场景感知能力的智能能源管理，而非为每种场景都采用简单粗暴的过压设计。
藏在每款可穿戴设备中的隐性能耗问题
过去十年间，光电容积脉搏波描记法(PPG)彻底改变了可穿戴设备，智能手表上闪烁的LED可通过检测血流的光反射来监测心率、血氧及其他生命体征。随着持续监测成为标配，行业积极采取措施，通过更高效的半导体和自适应算法来尽可能降低LED电流消耗，延长电池续航。
但是，一个严重的低效问题依然存在。
大多数可穿戴设备采用固定电压轨设计，目的是满足极端情况下的性能需求，例如在恶劣条件下进行峰值活动监测时，驱动LED以最大亮度工作。然而，设备在大部分运行时间里都处于相对宽松的环境，例如静息心率监测、睡眠追踪或低环境光照条件。在这些场景中，多余的电压裕量并未用于有用的工作，而是以能量浪费的形式耗散掉了。
行业曾开发出在相对简单场景下大幅减小电流消耗的技术，但电压层面的优化机会始终被忽视，直到现在。光学DVS能够实时调整电压以匹配工作负载，从而减少电力浪费。
光学DVS正当其时
可穿戴医疗健康市场正在快速增长。IDC报告显示，2025年全球可穿戴设备出货量达到6.115亿台，同比增长9.1%。1 全球可穿戴技术市场预计将从2025年的872亿美元增长至2032年的2404亿美元，年复合增长率为14.7%。2 可穿戴设备日益复杂，新增功能给本已有限的电池空间带来了更大压力。近期，智能戒指和贴片等更小尺寸的设备相继问世，其电池尺寸相较于传统可穿戴设备还要小一个数量级。合理利用电池电力变得空前重要。
DVS的优势
通过采用支持动态电压调节的电源管理设计，即根据实际电流消耗实时调整电源电压，系统可以大幅减少电压裕量浪费。DVS使得轨电压能够根据需求动态调整，从而降低功耗并提升整体效率。
这一技术并非仅停留在理论层面。在实际的可穿戴设备应用场景中，LED脉冲、传感器采样或射频突发操作均是间歇性发生的，采用DVS能够显著节省电池电量。对于全天持续运行(24/7)的设备而言，节省的电量会随时间逐渐累积，使电池续航能力提升数个百分点。在某些设计中，这种优化甚至能将设备的实际续航时间延长数天。
DVS的差异化优势物有所值
光学DVS可以在各种各样基于LED的应用中延长电池续航。当LED在总功耗中占比较大且系统整体电流较低时，效益最为显著。即使在中等使用场景中，优势也十分明显。
例如，当LED的功耗约占总功率预算的20%，且系统以30 mA的平均电流运行时：
- 绿光LED应用（如心率监测）：电池续航可提升约5%
- 红光/红外LED应用（如血氧检测）：电池续航可提升近10%
节省下来的电量既可用来延长续航时间，也可用来增加测量频次，比如在睡眠期间更频繁地监测SpO2（外围毛细血管氧饱和度或血氧饱和度），让这项测量更具实用价值。
对工程和产品统筹管理的战略启示
- 设计要注重效率，拒绝简单粗暴： 与其按极端工况设计固定电源轨，不如在设计周期早期就集成支持DVS的稳压器。这样既能优化功耗，又能在需要时保证峰值性能。
- 面对电池和产品形态的约束，必须采用更智能的电源设计：可穿戴设备正在向更轻薄、更符合人体工学的形态（如智能戒指、贴片及手环）演进，电池容量却难以同步增长。DVS技术能够在不增加电池体积、不降低佩戴舒适度的情况下，提升能效表现。
- 竞争优势与用户留存：如今的市场，续航是一个核心卖点，更长的电池使用时间更能吸引终端用户。长续航不仅是产品营销的有力抓手，也是提升用户体验的关键所在。
光学DVS：将可穿戴设备电源挑战转化为机遇
随着可穿戴系统不断集成更多功能，有限的电池容量正面临越来越大的压力，因为用户期望的每一项新增特性都在加速电量消耗。光学DVS能够将系统中原本浪费的电力重新利用，为化解续航危机提供重要助力。
未来的系统将不再受制于极端工况，而是可以动态调整，精确提供所需的功率：一分不多，一分不少。
参考文献
1 IDC, Wearable Devices Market Insights, 2026
2 Markets and Markets, Wearable Technology Market Size, Share and Trends, 2026
