Other Parts Discussed in Post:BQ25619, INA2180
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。
框圖一是一個典型的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。
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。
最小值 | 典型值 | 最大值 | |
輸出(V) | 4.82 | 5 | 5.18 |
反饋誤差(V) | 0.98 | 1 | 1.02 |
上分壓電阻R1(K Ohm) | 99 | 100 | 101 |
下分壓電阻R2(K Ohm) | 25.25 | 25 | 24.75 |
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。
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。
Parameter | INA199C1 | INA216A2 | INA2180A2 | INA185A2 |
Operational VCM Range (V) | -0.1 V to 26 V | 1.8 V to 5.5 V | -0.2 V to 26 V | -0.2 V to 26 V |
Surviving VCM Range (V) | -0.1 V to 26 V | -0.3 V to 5.5 V | -0.3 V to 26 V | -0.3 V to 26 V |
Gain Options | 50 | 50 | 50 | 50 |
Gain Error @ 25°C (max) | 0.90% | 0.20% | 1.00% | 0.20% |
Gain Error Drift (ppm/°C) | 10 | 1 | 20 | 8 |
Gain Error @ 125°C (max) | 1.00% | 0.21% | 1.20% | 0.28% |
VOS @ 25°C (max μV) | 150 | 75 | 150 | 55 |
VOS Drift (max μV/°C) | 0.5 | 0.25 | 1 | 0.5 |
VOS @ 125°C (max μV) | 200 | 100 | 250 | 105 |
CMRR (min dB) | 100 | 90 | 84 | 96 |
PSRR (min dB) | 100 | N/A | 88 | 90 |
Supply Voltage Range (V) | 2.7 V to 26 V | 1.8 V to 5.5 V | 2.7 V to 5.5 V | 2.7 V to 5.5 V |
IQ (max mA) | 0.115 | 0.03 | 0.52 | 0.3 |
IB (typ μA) | 28 | 3 | 80 | 75 |
Bandwidth (kHz) | 80 | 10 | 210 | 210 |
Slew Rate (V/μs) | 0.4 | 0.03 | 2 | 2 |
Swing To Ground (mV) | 50 | 2 | 5 | 5 |
Operating Temp Range (°C) | -40 to 125 | -40 to 125 | -40 to 125 | -40 to 125 |
Package(s) | UQFN (10) & SC70 (6) | DSBGA (4) & UQFN (10) | VSSOP (8) | SOT-563 (6) |
Ideal Shunt Resistor (mΩ) | 16.0 | 15.7 | 16.6 | 16.6 |
Error @ NOM Current: | 1.62% | 1.06% | 1.25% | 0.34% |
審核編輯:金巧
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