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攻克小型电池供电器件中低静态电流的设计挑战

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满心向你,却只字不提,你知道就知道,不知道也就算了,口里的爱不及心里的千分之一。

得益于小型化Bluetooth®通信和嵌入式处理方面的进步现代助听器具有比以往更多的功能从流媒体音乐到能够通过智能手机上的应用程序调节听力放大

然而要实现这些增强的功能需要付出代价现代功能需要更多功率功耗的增加对于设计助听器的工程师来说是一项挑战主要是因为旧版本使用一次性锌空气电池如图1所示这些电池的续航能力通常约为两周但当为助听器添加更多功能时例如让它们能够播放音乐电池续航时间可能会缩短到小时因此工程师在下一代助听器设计中使用可充电锂电池

可充电锂电池以多种方式增加了电力系统的复杂性最重要的是如何安全准确地为电池充电使用两个助听器时还有额外的设计注意事项因为左右耳机没有物理连接所以无法同时通过单根电缆对其进行充电因此几乎所有新型助听器现在都配备了具有充电和储电功能的盒子

该盒子为每个耳机设计了特定的插孔以确保正确的充电耳机的充电必须精确因为可充电助听器通常为25 mAh-75 mAh充电盒的范围为300 mAh -70 0mAh这意味着在盒子需要重新充电之前耳机的使用时间大约为24小时充电周期大约为10次

有了充电盒助听器设计师现在可考虑使用三种不同的锂电池一种用于充电盒另外两种用于耳机电池充电器的选择在设计中起着重要作用

同样要注意的是通过电池为电池充电(即通过充电盒电池为耳机电池充电)并不像通过墙壁插座充电那么简单因为两个电池之间的电压差不会很大必须有内部电路来增强充电盒和耳机之间的电压差以实现完全充电随着电池放电其电压正在缓慢下降观察图3所示的放电曲线电池容量约为50%时充电盒电压约为3.6 V但这意味着如果没有升压充电盒只能为最高3.6 V的耳机充电即使存储在充电盒中的能量足以使它们完全充电

锂离子电池的电池放电曲线样本典型的平均点电压为3.6 V放电终止电压为3 V(来源可充电电池的特性

这种情况下大多数工程师会考虑谨慎升压虽然谨慎升压确实有效但它通常会通过在电源架构中增加额外升压和电感器组件来增加解决方案尺寸和低效率

要攻克这些挑战请考虑静态电流支持的便携充电例如TI的BQ25619电池充电器和BQ25155线性充电器支持在没有外部增压的情况下充电在助听器应用中您可将BQ25619置于充电盒中将BQ25155置于每个耳机内

而且并非总需要将充电盒输出升压至5V通过使用BQ25619的升压功能可以增强到所需的最低电压以便在充电盒和耳机电池之间留出足够的净空高度这减少了不必要的升压功率损失且还增加了耳机充电效率因为降低了电压差

BQ25155非常适用于耳机因为它的最小3.4V输入电压可在没有升压的情况下实现更长的充电其43μA的静态电流可增加电池的运行时间同时BQ25619在出厂模式下的7μA静态电流可最大限度地延长充电盒的使用寿命BQ25619的20mA充电终止电流使其能够为小型电池充电容量增加7%

好消息是这些优势不仅只局限于助听器包括耳塞和可穿戴贴片等所有双电池器件系统都可从这些创新中受益TI将在未来的设计中将继续采用双充电器配置其特点如下

为耳机和充电盒提供更高效的充电同时提供电池监控和保护并通过集成升压减少总物料清单

 只需要一条通信线路就可以减少耳机和充电盒的引脚数

使用BQ25619和BQ25155您可在不增加成本或解决方案尺寸的情况下改善可从充电盒中提取的充电周期数

2019-09-10
电池
电池
电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。
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