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          克服小型电池供电设备中的低静态电流设计挑战

          来源:安德普电源科技有限公司作者:高频智能充电机发布时间:2019-11-01 09:21

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          得益于微型化,蓝牙通信和嵌入式处理技术的进步,现代助听器比以往任何时候都拥有更多功能,从流音乐到通过智能手机上的应用程序调节听力放大的功能。
           
           
          但是,实现这些增强功能会产生成本:现代功能需要更多功能。功耗的增加对于设计助听器的工程师来说是一个挑战,主要是因为较旧的版本使用一次性锌空气电池。如图1所示,这些电池的电池寿命通常约为两周。但是,当您向助听器添加更多功能(例如让它们播放音乐)时,电池寿命可以减少到数小时。因此,工程师在下一代助听器设计中使用可充电锂电池(图2)。
           
           
          图1:使用备用电池的传统助听器
           
           
          图2:具有紧凑型外形和智能手机连接的下一代助听器
           
           
          可充电锂电池通过多种方式增加了电源系统的复杂性,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,还有其他设计注意事项。由于左右耳机没有物理连接,因此无法同时用一根电缆为它们充电。结果,几乎所有新的助听器现在都配备了具有充电和存储功能的盒子。
           
           
          该包装盒为每个耳机都有一个特定的插孔,以确保正确充电。耳机必须正确充电,因为可充电助听器通常为25mAh-75mAh,充电盒的容量为300mAh至700mAh。这意味着在需要为盒子充电之前,耳机将持续约24小时,并且充电周期约为10次。
           
           
          有了充电盒,助听器设计人员现在可以考虑使用三种不同的锂电池:一个用于充电盒,另外两个用于耳机。电池充电器的选择在设计中起着重要作用。
           
           
          同样重要的是要注意,通过电池充电(即,通过电池组为头戴式耳机电池充电)不像通过壁装电源插座充电那样简单,因为两个电池之间的电压差并不大。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,其电压逐渐下降。观察图3所示的放电曲线,当电池容量约为50%时,充电盒的电压约为3.6V。但这意味着,如果没有升压,即使充电盒中存储的能量足以为耳机完全充电,充电盒也只能为3.6V的耳机充电。
           
           
          图3:锂离子电池的电池放电曲线样本;典型的平均点电压为3.6V,放电终止电压为3V(来源:“可充电电池的特性”)
           
           
          在这种情况下,大多数工程师会考虑谨慎使用。谨慎的升压虽然有效,但通?;嵬ü诘缭醇芄怪刑砑佣钔獾纳购偷绺衅髯榧丛黾咏饩龇桨傅某叽绾托?。
           
           
          为了克服这些挑战,请考虑使用具有静态电流支持的便携式充电。例如,TI的BQ25619电池充电器和BQ25155线性充电器支持充电而无需外部升压。在助听器应用中,您可以将BQ25619放在充电盒中,将BQ25155放在每个耳机中。
           
           
          此外,并非总是需要将充电盒的输出升压至5V。通过使用BQ25619的升压功能,可以增加所需的最小电压,以在充电盒和耳机电池之间留出足够的裕量。由于减小了电压差,因此减少了不必要的升压功率损耗,并且还提高了耳机充电效率。
           
           
          BQ25155是耳机的理想选择,因为它的最低3.4V输入电压允许在不增加功率的情况下进行更长的充电,并且其43μA的静态电流会延长电池的运行时间。同时,BQ25619在工厂模式下的静态电流为7μA,可最大限度延长充电盒的使用寿命。 BQ25619的20mA充电终止电流使其能够为容量为7%的小电池充电。
           
           
          好消息是这些好处不仅限于助听器:所有双电池设备系统(包括耳塞和可穿戴贴片)都将从这些创新中受益。 TI将在未来的设计中继续采用具有以下功能的双充电器配置:
           
           
          为耳机和充电箱提供更有效的充电,同时提供电池监控和?;?,并通过集成升压功能来减少总物料清单。仅需要一条通信线即可减少耳机和充电盒的针数。

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