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TI電流檢測器件INA系列在TWS電池盒里的應用

發布時間:2020-03-07 來源:Haiwen Huang 責任編輯:wenwei

【導讀】隨著TWS耳機爆發式的增長,對耳機及電池盒的續航提出了更高的要求,一般可以從以下幾點去提高續航:
 
1) 使用更大容量的電池來提高續航能力,缺點在于耳機及電池盒小巧的體積很難容下大體積的電池,同時大容量電池會過重。
 
2) 提高工作效率,減少器件的漏電流。耳機芯片可以選用BQ25150A類似的只有400-nA 漏電流的線性充電芯片。充電盒芯片可以選用BQ25619類似的只有幾個微安漏電流的開關充電芯片,提高充電速度以及改善熱問題。
 
3) 優化系統,減少損耗,增加續航時間。
 
下面,我們從第三方面去介紹TI的電流采樣芯片在優化系統,減少損耗上的應用。
 
圖一是一個典型的TWS耳機系統框圖。其中紅色電流采樣部分,是為了在小電流,一般會低于5mA,將升壓電路關閉,從而減少損耗。
 
http://www.0435645.live/art/artinfo/id/80037806
圖一
 
電流采樣電路一般會采用2種方式:
 
1)   采用1歐姆左右的采樣電阻,簡單方便,直接可以讀取電阻上的電壓給MCU,從而控制升壓電路的開關。但是1歐姆的電阻也會帶來更大的壓降,當給耳機充電電流減小到5mA左右,電阻上的壓降只有5mV,不會有什么影響。當耳機的充電電流加大,2只耳機上的充電電流相加可能會達到300mA或以上,電阻上的壓降就有300mV,不能忽略不計了。下面的表格計算了一個升壓芯片的誤差,包括反饋誤差2%和分壓電阻誤差1%,從計算可以看出來輸出電壓最大偏差+/-0.18V,為了輸出端得到一個穩定的5V電壓需要考慮電阻上300mV的壓降,輸出電壓需要加上300mV,最大會達到5.48V,在輕載的時候,這個電壓會給后端系統帶來相當大的風險。
 
http://www.0435645.live/art/artinfo/id/80037806
 
2)   采用電流檢測芯片,如下圖二所示為TI的INA系列電流檢測芯片的框圖,有如下優點:
 
  a. 外置的電流采樣電阻可以使用毫歐級別的阻值,從而極大的降低電阻上的壓降。減少損耗的同時,保證輸出電壓的精度。
  b. 最小電流精度可以做到全量程1%左右,從而很容易的實現小電流關斷,同時可以讓耳機電池充的更滿一些,提高續航。
  c. 有SC70, SOT563,DSBGA及UQFN等小封裝選擇,外圍簡單,靈活方便。
  d. 如果想對2個耳機分別監測,還可以采用雙通道的INA2180A2芯片。
 
http://www.0435645.live/art/artinfo/id/80037806
圖二
 
以下四顆物料可以根據需求選擇,其中INA2180是雙通道的,可以同時檢測2個耳機的電流。
 
http://www.0435645.live/art/artinfo/id/80037806
 
本文轉載自德州儀器。
 
 
 
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