Ki jan yo desine yon peny Pogo chaje pou TWS Earbuds?
TWS Wireless Bluetooth headset se youn nan pwodwi entelijan yo mete favorize pa gason, fanm, ak timoun nan dènye ane yo. Li se ti ak ekskiz, fasil chaje, e li gen diferan fòm. Li ka chaje lè w mete l nan lòj la chaje. Youn nan konpozan debaz yo nan lòj la chaje ekoutè Bluetooth TWS se pogopin pogo PIN la. Ekoutè TWS yo ka chaje atravè kontak ant fen fi pin pogo a ak fen gason an nan lòj la chaje. 80 pousan nan mak yo sou mache a chwazi yo sèvi ak pin pogo a.
Bwat la chaje kaskèt TWS se yon senaryo ideyal ba-pouvwa chaje san fil. Headset Bluetooth san fil TWS ki sipòte chaje san fil gen yon modil resepsyon san fil entegre nan bwat chaje a, ki ka mete sou plato a san fil pou chaje tankou yon telefòn mobil chaje san fil, reyalize san fil chaje. Fonksyon "se vre wi: san fil" nan Bluetooth plis san fil chaje gen yon eksperyans itilizatè pi bon epi li konsidere yo dwe fòm nan ultim nan TWS vre san fil Bluetooth kask.
Koulye a, ekoutè TWS yo apeprè divize an kalite semi-nan-zòrèy ak manch long ak fòm kokleyè-kalite pwa boujonnen nan desen an nan tèt ekoutè a. Fòm nan ekoutè se relativman limite, kidonk konsepsyon an nan chaje ak chaje te vin tounen yon pwen zouti. Foto a se dwa Lòj la chaje te fè yon ti inovasyon, lè l sèvi avèk yon pwosesis bòdi piki de koulè, yon aparans nwa ak transparan, ak konsepsyon teksti entèn, ak ak ekspozisyon pouvwa a, kreye yon bon jan kalite, gwo teknoloji santi!
Ki jan yo simonte sèt defi konsepsyon nan ekoutè TWS?
Men kèk konsèy pou ede rezoud kèk nan defi ki pi difisil nan konsepsyon kas ekoutè TWS, soti nan minimize pèt pouvwa a pwolonje tan sibstiti.
Depi lage Apple AirPods nan 2016, vrè mache stereo san fil (TWS) te grandi pa plis pase 50 pousan chak ane. Mizisyen yo nan ekoutè san fil popilè sa yo ap ajoute rapidman plis karakteristik (anile bri, dòmi, ak siveyans sante) yo diferansye pwodwi yo, men ajoute tout karakteristik sa yo ka difisil nan yon pwendvi jeni konsepsyon. Nan atik sa a, mwen pral revize defi sa yo.
Defi 1: Minimize pèt pouvwa atravè chaje efikas
Yon gwo defi ak ekoutè san fil se reyalize yon tan lektur total ki pi long lè ekoutè yo nan lòj batri a konplètman chaje. Nan ka sa a, yon peryòd rekreyasyon total ki pi long tradui nan kantite sik yon ka ka chaje ekoutè yo pandan tout lavi yo. Objektif la se pèmèt chaj efikas pandan y ap minimize konsomasyon pouvwa soti nan ka chaje a nan ekoutè yo.
Ka chaje a bay yon vòltaj soti nan batri a kòm yon opinyon pou chaje ekoutè yo. Solisyon tipik la se yon konvètisè ranfòse ak yon pwodiksyon fiks 5V, ki se yon solisyon senp men li pa optimize efikasite chaj. Paske pil ekoutè yo tèlman piti, konsèpteur yo souvan itilize chajè lineyè. Lè w ap itilize yon antre 5V fiks, efikasite chaj la trè ba - apeprè (V nan - 5 batri) / 5 nan - epi li pwodui yon gwo gout vòltaj sou batri a. Ploge nan yon mwayèn 3.6V Li-Ion vòltaj batri (mwatye-dechaje) ak opinyon 5V la se sèlman 72 pousan efikas.
Kontrèman, lè l sèvi avèk yon ranfòsman reglabl-pwodiksyon oswa konvètisè Buck-boost nan ka a chaje pwodui yon vòltaj sèlman yon ti kras pi wo a seri vòltaj tipik nan ekoutè. Sa a mande pou kominikasyon soti nan ka chaje a nan ekoutè yo, ki pèmèt vòltaj pwodiksyon an nan ka chaje a ajiste dinamikman ak batri ekoutè yo kòm vòltaj la ogmante. Sa a pral minimize pèt, ogmante efikasite chaj, ak siyifikativman redwi chalè.
Defi 2: Diminye solisyon an jeneral san yo pa retire fonksyonalite
Dezyèm defi a se defi jeneral nan konsepsyon ti batri - ki jan yo desine yon batri ki se tou de ti nan gwosè ak gwo nan fonksyon. Solisyon an senp isit la se chwazi yon aparèy ki gen plis eleman entegre. Pa egzanp:
Yon chajè lineyè wo-pèfòmans ki entegre ray adisyonèl pou pouvwa blòk sistèm prensipal la epi li se yon bon chwa pou kas ekoutè san fil.
Pou pouvwa-grangou, modil ba-vòltaj tankou processeurs ak modil kominikasyon san fil, ray swap yo se chwa ki pi bon pou efikasite.
Pou blòk detèktè ki pa bezwen anpil pouvwa men ki bezwen bri ki ba, konsidere lè l sèvi avèk yon regilatè ki ba.
Si kas ekoutè san fil ou yo entegre detèktè front-end analòg pou mezire oksijèn san ak batman kè, ou ka bezwen tou yon konvètisè ogmantasyon.
Entegre ray pouvwa adisyonèl nan plato a pou fè faktè fòm li pi piti. Sepandan, toujou gen yon echanj ant entegre plis pou pi piti gwosè ak lè l sèvi avèk plis disrè sikui entegre (ICs) pou fleksibilite.
Defi 3: Pwolonje tan sibstiti
Tan an sibstiti enpòtan paske konsomatè yo atann pou kas ekoutè yo jwe mizik menm apre peryòd inaktivite lontan deyò ka chaje a. Konsidere itilize pil ityòm-ion ki pi wo nan dansite enèji nan ekoutè, ki tipikman gen pi wo vòltaj, tankou 4.35 vòlt ak 4.4 vòlt, pou plis enèji ka estoke. Yon chaj konplè tou ogmante tan sibstiti. Yon chajè batri ki gen yon ti aktyèl revokasyon ak gwo presizyon pral ede pwolonje tan an sibstiti. Si gen yon gwo chanjman nan spesifikasyon aktyèl la revokasyon, ou ka fini ak yon aktyèl revokasyon ki pi wo, ki ka mennen nan revokasyon twò bonè ak yon batri ki ba.
Yon batri 41mAh fini nan 1mAh kont 4mAh. Si aktyèl la revokasyon nominal 1mA varye anpil epi aktyèlman fini nan 4mA, kapasite batri 2mAh la ap rete san eksplwate. Pi ba revokasyon aktyèl ak pi wo presizyon ogmante kapasite batri efikas.
Kouran ki ba (IQ) enpòtan tou pou pwolonje tan sibstiti nan diferan mòd opere. Yon IC chajè ki gen yon chemen pouvwa ak kouran mòd bato tou pre zewo ap anpeche batri a vide anvan pwodwi a rive nan konsomatè a, sa ki pèmèt itilizasyon imedya. Chemen pouvwa a mande pou mete metal-oksid-semiconductor jaden-efè tranzistò ant batri a ak sistèm nan jere sistèm nan ak chemen batri, respektivman.
Lè ekoutè yo ap jwe mizik oswa idling, konsomasyon aktyèl la nan sistèm nan bezwen yo piti ke posib. Jwenn yon plato ak ba mwen tou minimize I nan sistèm nan. Pou egzanp, chajè batri souvan mande pou yon rezo rezistans koyefisyan tanperati negatif (NTC) pou mezire tanperati batri.
Gen kèk solisyon sou mache a pa ka fèmen NTC aktyèl la lè w ap travay nan mòd batri. Yo swa koule twòp (fuit ka depase 200µ lè rezo NTC a gen 20 kΩ) oswa mande pou I/O siplemantè epi fèmen li ak yon switch.
Defi 4: Konsepsyon sekirite
Manifaktirè pake batri yo souvan gen direktiv pou chaje pil nan diferan tanperati, epi pil yo dwe rete nan zòn operasyon an sekirite sa yo pandan y ap itilize. Gen kèk mande pou yon pwofil estanda kote chaje sispann deyò fwontyè tanperati cho ak frèt. Pou egzanp, lòt konpayi yo ka mande enfòmasyon espesifik nan Japon Elektwonik ak Enfòmasyon Teknoloji Asosyasyon an. Pou konfòme ak pwofil tanperati sa yo, gade pou yon pwofil ki nesesè yo bati-an oswa kèk I twoC pwogramasyon. BQ21061 ak BQ25155 gen rejis pou mete fennèt tanperati a ak aksyon yo dwe pran nan yon seri tanperati espesifik.
Lockout Undervoltage Battery (UVLO) se yon lòt karakteristik sekirite ki anpeche batri a soti nan twòp egzeyat epi konsa ensiste. Yon fwa vòltaj batri a tonbe anba yon sèten papòt, UVLO koupe chemen egzeyat la. Pou egzanp, pou yon batri Li-Ion chaje nan 4.2V, yon papòt koupe komen se 2.8V a 3V.
Defi 5: Asire sistèm fyab
Fyab sistèm ki ba te lakòz kèk mikropwosè yo bloke lè itilizatè a konekte adaptè a. Pandan ke sa a se ra, li mande pou yon reset pouvwa sistèm pou mikwoprosesè a ka rekòmanse epi retounen nan nòmal. Gen kèk chajè batri entegre kenkayri reset revèy watchdog ki fè yon reset pyès ki nan konpitè oswa sik pouvwa (si se pa) de tranzaksyon C yo detekte nenpòt moman apre itilizatè a konekte adaptè a. Apre yon reset sistèm, chemen pouvwa a dekonekte ak rekonekte nan batri a ak sistèm.
Menm jan ak pyès ki nan konpitè réinitialiser watchdog revèy, tradisyonèl lojisyèl watchdog revèy tou te ede pou amelyore sistèm fyab pa réinitialiser chargeur enskri pou valè defo li apwè yon peryòd de pa gen tranzaksyon yo nan twoC. Reyajiste sa a anpeche batri a pa chaje mal lè mikropwosè a nan yon eta defo.
Defi 6: Siveye pi bon zòn operasyon yo
Sizyèm defi a se kontwole paramèt sistèm yo, ki ka reyalize avèk efikasite pa yon konvètisè analòg-dijital (ADC) ki gen gwo presizyon. Mezire vòltaj batri se yon bon paramèt paske li bay yon pratik, kwake apwoksimatif, reprezantasyon eta batri a nan chaj. Kòm yon règ nan gwo pous, si eta a nan chaj ki egzije pa kask san fil la pi wo pase ±5 pousan.
ADC ki gen gwo presizyon ki entegre tou pèmèt ou kontwole ak pran aksyon sou tanperati batri ak tablo pandan chaje ak egzeyat. Lòt paramèt plato a ka kontwole gen ladan vòltaj opinyon / aktyèl, vòltaj chaje / aktyèl, ak vòltaj sistèm. Konparatè entegre a tou fasilman ede kontwole paramèt espesifik epi voye entèwonp bay lame a. Si paramèt la se nan seri nòmal la epi konparezon a pa deklanche, lame a pa oblije toujou ap li paramèt enterè a. BQ25155 a se yon bon egzanp pou kontwole paramèt sistèm yo paske li gen yon ADC ak konparezon.
Defi 7: Senplifye koneksyon san fil
Gen kèk ekoutè san fil ki gen yon karakteristik ki montre estati chaj ekoutè yo ak ka chaje a sou smartphone la lè kas ekoutè yo nan ka chaje a epi kouvèti a louvri. Pou sipòte sa a, ekoutè yo dwe rapòte eta chaj la le pli vit ke yo ploge nan ka a, menm si batri a ap vide. Chip prensipal la dwe reveye pou rapòte eta chaje a, kidonk nan ka sa a, sous pouvwa ekstèn lan dwe alimante ekoutè yo. Yon plato ki gen yon chemen pouvwa pèmèt sistèm nan jwenn yon vòltaj ki pi wo nan VBU a pandan y ap chaje batri a nan yon vòltaj ki pi ba.
Plizyè karakteristik plato ekoutè san fil la (tankou mòd bato, reset pouvwa sistèm, batri UVLO, aktyèl tèminal egzat, ak rapò sou estati chaj enstantane) pa posib san kapasite chemen pouvwa a, ki mande tou de batri ak sistèm A MOSFET yo dwe mete. nan mitan pou jere sistèm nan ak chemen batri separeman. Figi 5 montre plato a avèk ak san yon chemen pouvwa.
Chanjman ak chajè lineyè ka wè nan konsepsyon ka chaje a depann sou gwosè batri a ak pousantaj chaje. Chanje chajè yo pi efikas ak jenere mwens chalè, ki enpòtan pou kouran segondè nan 700mA ak pi wo a. Chanje chajè anjeneral vini ak yon ogmantasyon entegre oswa fonksyon swiv ki ranfòse vòltaj batri a epi li bay vòltaj la opinyon pou chaje ekoutè yo. Chajeur lineyè yo se tou yon bon chwa pou bwat batri ki ba nivo aktyèl yo menm jan yo ofri pri ki ba ak IQ ki ba.
Èd oditif rechargeable prezante defi konsepsyon menm jan an. Yo anjeneral pi piti pase ekoutè pou yo envizib ak Se poutèt sa mande pou plis entegrasyon pouvwa nan yon zòn ki pi piti. Yo menm tou yo mande pou ray pouvwa ki ba-bri, ki gen ladan yon topoloji kondansateur chanje, pou klè odyo siperyè.