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TI电流检测器件INA系列在TWS电池盒里的应用

发布时间:2020-03-07 来源:Haiwen Huang 责任编辑:wenwei

【导读】随着TWS耳机爆发式的增长,对耳机及电池盒的续航提出了更高的要求,一般可以从以下几点去提高续航:
 
1) 使用更大容量的电池来提高续航能力,缺点在于耳机及电池盒小巧的体积很难容下大体积的电池,同时大容量电池会过重。
 
2) 提高工作效率,减少器件的漏电流。耳机芯片可以选用BQ25150A类似的只有400-nA 漏电流的线性充电芯片。充电盒芯片可以选用BQ25619类似的只有几个微安漏电流的开关充电芯片,提高充电速度以及改善热问题。
 
3) 优化系统,减少损耗,增加续航时间。
 
下面,我们从第三方面去介绍TI的电流采样芯片在优化系统,减少损耗上的应用。
 
图一是一个典型的TWS耳机系统框图。其中红色电流采样部分,是为了在小电流,一般会低于5mA,将升压电路关闭,从而减少损耗。
 
http://www.physiqueorama.com/art/artinfo/id/80037806
图一
 
电流采样电路一般会采用2种方式:
 
1)   采用1欧姆左右的采样电阻,简单方便,直接可以读取电阻上的电压给MCU,从而控制升压电路的开关。但是1欧姆的电阻也会带来更大的压降,当给耳机充电电流减小到5mA左右,电阻上的压降只有5mV,不会有什么影响。当耳机的充电电流加大,2只耳机上的充电电流相加可能会达到300mA或以上,电阻上的压降就有300mV,不能忽略不计了。下面的表格计算了一个升压芯片的误差,包括反馈误差2%和分压电阻误差1%,从计算可以看出来输出电压最大偏差+/-0.18V,为了输出端得到一个稳定的5V电压需要考虑电阻上300mV的压降,输出电压需要加上300mV,最大会达到5.48V,在轻载的时候,这个电压会给后端系统带来相当大的风险。
 
http://www.physiqueorama.com/art/artinfo/id/80037806
 
2)   采用电流检测芯片,如下图二所示为TI的INA系列电流检测芯片的框图,有如下优点:
 
  a. 外置的电流采样电阻可以使用毫欧级别的阻值,从而极大的降低电阻上的压降。减少损耗的同时,保证输出电压的精度。
  b. 最小电流精度可以做到全量程1%左右,从而很容易的实现小电流关断,同时可以让耳机电池充的更满一些,提高续航。
  c. 有SC70, SOT563,DSBGA及UQFN等小封装选择,外围简单,灵活方便。
  d. 如果想对2个耳机分别监测,还可以采用双通道的INA2180A2芯片。
 
http://www.physiqueorama.com/art/artinfo/id/80037806
图二
 
以下四颗物料可以根据需求选择,其中INA2180是双通道的,可以同时检测2个耳机的电流。
 
http://www.physiqueorama.com/art/artinfo/id/80037806
 
本文转载自德州仪器。
 
 
 
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