【導讀】近年來(lái)，TWS（True Wireless Stereo，真無(wú)線(xiàn)耳機）正在耳機市場(chǎng)中快速崛起?，F在，用戶(hù)在使用流媒體設備時(shí)不必再為耳機線(xiàn)的纏繞問(wèn)題而困擾了。真無(wú)線(xiàn)耳機是基于Bluetooth®的無(wú)線(xiàn)耳機，其左右通道被分離成獨立又相互配對的兩個(gè)個(gè)體。盡管這種創(chuàng )新設計使用戶(hù)不再需要用線(xiàn)連接手機或其它設備，但這給耳機制造商帶來(lái)了一系列新的設計挑戰。
近年來(lái)，TWS（True Wireless Stereo，真無(wú)線(xiàn)耳機）正在耳機市場(chǎng)中快速崛起?，F在，用戶(hù)在使用流媒體設備時(shí)不必再為耳機線(xiàn)的纏繞問(wèn)題而困擾了。真無(wú)線(xiàn)耳機是基于Bluetooth®的無(wú)線(xiàn)耳機，其左右通道被分離成獨立又相互配對的兩個(gè)個(gè)體。盡管這種創(chuàng )新設計使用戶(hù)不再需要用線(xiàn)連接手機或其它設備，但這給耳機制造商帶來(lái)了一系列新的設計挑戰。
為了最大限度地延長(cháng)電池壽命和電池運行時(shí)間，耳機必須確保在充電盒中的正確位置，并且可以在充電時(shí)高效充電。一種高性?xún)r(jià)比的做法是將電流檢測放大器用于監測耳塞充電，以及將霍爾效應開(kāi)關(guān)用于無(wú)線(xiàn)充電盒的開(kāi)合和耳塞擺放位置能夠最大限度地提高這一應用場(chǎng)景的電池充電效率和電池壽命，提高用戶(hù)體驗。
用電流檢測放大器進(jìn)行設計
TWS的電池容量通常低于100-mAh。因此，為了保護并準確地給這些小容量電池充電，我們需要更精確的電流測量。傳統電池充電器和電量計在監測更大的電池（如充電箱中的電池）電流方面表現出色，但在監測更低電流方面常常表現一般。
專(zhuān)用電流檢測放大器在測量小電流時(shí)更加準確。如果您的設計中已經(jīng)有了微控制器（MCU）或電源管理集成電路（PMIC），那么您可以基于寫(xiě)入MCU或PMIC的算法來(lái)使用這些放大器的輸出監測和測量電池使用次數和電池壽命。圖1顯示了一個(gè)帶有外部電流檢測放大器和控制器的電量計。
圖1：帶外部電流檢測放大器和控制器測量的電量計
在無(wú)線(xiàn)耳塞充電盒中放置兩個(gè)小型電流檢測放大器（如INA216）能夠實(shí)現高精度充電電流測量?；蛘?，如果優(yōu)先考慮解決方案尺寸，則建議使用單個(gè)像INA2180一樣的雙通道電流檢測放大器。
如果精度不是重要考慮因素，且假設電流分配相等，那么一個(gè)電流傳感器可以監測兩個(gè)耳塞的充電情況。在耳塞中放置一個(gè)雙向電流檢測放大器，如INA191或INA210，可同時(shí)實(shí)現充電和測量功能。不管您使用哪種拓撲結構，這些器件都可以更好地保護電池，因為即使微小的電流變化也會(huì )影響電池的使用壽命。
用霍爾效應傳感器進(jìn)行設計
TWS的新功能是圍繞充電和進(jìn)行的創(chuàng )新。充電盒蓋的開(kāi)合可以用來(lái)進(jìn)行藍牙連接的開(kāi)啟或關(guān)閉，而入盒/出盒檢測可以判斷是否停止充電以及左右耳配對。其他傳感器技術(shù)可能無(wú)法經(jīng)濟有效地通過(guò)合適的靈敏度來(lái)正確實(shí)現這些功能，所以選擇合適的傳感器至關(guān)重要。圖2顯示了TWS傳感器的布置。
圖2：無(wú)線(xiàn)耳塞傳感器的布置和使用
霍爾效應傳感器能夠很好地應用于檢測充電盒蓋和耳塞充電情況。鑒于磁鐵已用來(lái)合上充電盒蓋，因此，以霍爾效應開(kāi)關(guān)的形式使用磁感測解決方案檢測蓋子顯然是一種無(wú)需額外零件即可之際連接/斷開(kāi)藍牙的解決方案。此外，將磁鐵放進(jìn)在耳塞，是一種能夠檢測充電盒內是否存在耳塞的從而有效充電方法。
選擇適合的數字霍爾效應傳感器非常重要，并且低頻率/低功耗的特性讓DRV5032成為了不二之選。對于霍爾效應傳感器在耳塞中的應用，完全能夠實(shí)現每秒提供5次磁鐵檢測信息。此頻率允許您使用DRV5032的低功耗選項，該器件僅消耗約0.5µA的靜態(tài)電流，不會(huì )電池使用時(shí)間產(chǎn)生嚴重影響。
確定充電狀態(tài)和充電盒蓋檢測對于使用小容量電池和無(wú)線(xiàn)連接的耳塞都至關(guān)重要。電流檢測放大器和霍爾效應傳感器為那些努力圍繞這些新特征和挑戰進(jìn)行設計的人員提供了解決方案。
