德州仪器:攻克小型电池供电器件中低静态电流的设计挑战

发布时间:2019-9-9  

北京2019年9月9日 -- 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。

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,使用者可将BQ25619置于充电盒中,将BQ25155置于每个耳机内。

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(图2)。

图1:使用替换电池的传统助听器

 

图2:具有小巧的外形和智能手机连接的下一代助听器

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。

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:

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,使用者可将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,使用者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。

其它资源

  •  请参阅以下应用报告:"" 
  • ""

文章来源于:德州仪器    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    、M1 MOS管和 M2 MOS管内部下面的二极管组成一个放电回路。 两个重要参数不得不提,其一是锂电池的放电电压,其二是锂电池的放电电流,它们是锂电池保护电路的核心。 浏览DW01芯片......
    件工作时相当于差分放大器和 PMOS 控制器,当输入端感测到电压大于输出端电压时,可以将正向电流损耗降至最低。相反地,当感测到输入电压小于输出电压时,能够提供高度隔离。 图 1:电器的电池放电保护电路......
    组电安全试验:1、过压充电、过流充电、欠压放电、过载、外部短路、反向充电静电放电; 2、电池组保护电路安全要求:过压充电保护、过流充电保护、欠压放电保护、过载保护、短路保护、耐高压; 3、系统保护电路安全要求:充电......
    特点使其尤为适合小容量或电流要求较低的应用,能够提供精确而强有力的保护。 作为一款锂电池保护IC,LPB1010H的主要功能在于在各种异常情况下保护电池安全。而过流保护......
    器。   放电保护   在电池放电期间,MAX17301X+提供三种形式的放电保护:过流、过热和欠压。   过多的电流消耗会降低电池的可用容量,将电池损坏到无法使用的位置,甚至导致其着火。过流放电保护......
    ,S2截止,切断蓄电池和负载的回路,进行“过放电保护”,避免电池放空,损坏蓄电池。当太阳能电池阵列重新供电,只有当蓄电池电压重新升到浮充电压时,S2才重新导通,接通负载回路。 需要指出的是,当控制电路......
    ,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,因而降低可充电次数。因此需要对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路进行保护锂电池保护芯片应运而生,锂电池保护芯片具有过充电检测、过放电......
    汽车CAN总线接口浪涌静电保护电路图;控制器局域网总线Controller Area Network,简称CAN总线,是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,也是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN......
    持过压欠压检测、均衡欠压保护、过流检测、短路放电保护等安全功能。在外接热敏电阻时,L9961可以监测电池包温度,包括过热/过低监测,管理电池包保险丝。L9961 的耐变性很强,支持热插拔。 在延长电池......
    在安全的领域切断异常电流;(3)过充电检测电压精度为±15mV,实现业界顶级的高精度化;(4)通过节电功能,在禁止电池放电的同时,将保护IC的消耗电流降低到最大50nA,将电池的消耗电流抑制为近乎于0......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>