電動口罩類似新風系統,內部有一個風扇吸入外界空氣,而外界空氣會經過濾芯過濾后進入內部,用來解決長時間佩戴口罩的憋悶問題。同時,循環換氣功能也能讓即戴眼鏡也佩口罩時鏡片起霧問題得到改善。因此佩戴電動口罩,舒適性可以大大提高。
圖 1: 不同形式的口罩
TI針對電動口罩市場,提供了一整套完整的解決方案。常見電動口罩的系統框圖如下所示:
圖2: 電動口罩系統框圖
鋰離子電池充電解決方案
電動口罩通常采用單串小型鋰離子電池供電,通過USB接口對電池進行充電。針對此類系統配置,TI提供了高精度專用充電管理芯片BQ24040,典型應用框圖如下所示:
圖 3: BQ24040的典型應用框圖
BQ24040是一款高度集成的、專為小空間可攜帶產品而設計的高精度大電流充電管理芯片。高達30V的輸入電壓范圍使得電池不但可通過USB進行充電,還可以通過各種低成本的適配器對其安全充電而不會損壞。最大1A充電電流可以滿足用戶快速進行充電。優異的性能使得BQ24040廣泛應用在智能手表、手環、藍牙耳機、電動口罩等產品中。
BQ24040有如下特點:
1.低至10mA的精確充電電流控制;
2.全溫度范圍內高達1%的充電電壓精度可顯著延長電池壽命;
3.集成電池溫度監測功能;
4.全面安全防護性能;
5.封裝小至2mm*2mm;
電池保護方案
鋰離子電池的不當使用會產生爆炸等安全風險,鋰離子電池的保護對產品的安全性能有著至關重要的作用。針對單串低電壓鋰離子電池,TI推出了BQ2970低成本專用保護芯片。BQ2970提供針對鋰離子/鋰聚合物電池的保護功能,并且監控外部功率MOSFET,以便在高充放電電流時提供保護,包括過充保護、過放保護、充放電過流保護、短路檢測。在正常模式運行中消耗的電流只有4μA,減少了電池的電量消耗。尺寸只有1.5mm*1.5mm*0.75mm,有利于減小電池包的體積。BQ2970的典型應用框圖如下所示:
圖 4: BQ2970參考原理圖
電動口罩的良好透氣性源于其內部的循環風扇。一款高效靜音的直流無刷風扇電機驅動將直接影響產品的用戶體驗。DRV10964是一款內部集成功率MOSFET的三相無傳感器電機驅動器。它是專為高效率,低噪音和外圍器件少的電機驅動應用而設計的。專有無傳感器180°正弦控制方案提供超靜音電機驅動性能。DRV10964包含智能鎖檢測功能,結合其他內部保護電路,確保安全運行。DRV10964采用熱效率高的10針USON封裝,帶有外露的熱墊。
圖 5: DRV10964參考原理圖
該款驅動芯片的主要特點有:
1. 應用簡單,外圍器件少;
2. 無霍爾傳感器180?三相正弦波驅動,最大支持500mA持續工作電流;
3.全面的保護功能:堵轉、過流、過壓、欠壓、過熱等;
4.超低靜態電流,低至15uA;
5.封裝小至3mm*3mm;
主控方案
MSP430FR211x系列是TI針對超低功耗、低成本的 MCU推出的具有強大功能的16位 RISC CPU,提供2KB~4KB的FRAM和1KB的SRAM。串行接口有UART和IrDA或SPI,集成了6位DAC和8通道10位ADC,具有12個GPIO口,其低功耗的優點和QFN24(3*3mm)的封裝極適合應用于便攜式設備。
圖 6: MSP430FR211x的內部資源
TI豐富而全面的產品為用戶提供了一站式的系統解決方案,可以極大地縮短電動口罩的研發上市時間,讓我們攜起手來,讓呼吸變得更加健康和安全。
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原文標題:TI帶您揭秘電動口罩解決方案,加速產品上市
文章出處:【微信號:tisemi,微信公眾號:德州儀器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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