近年來，TWS無線耳塞已進(jìn)入電子市場�，F(xiàn)在，用戶可以放棄使用流媒體設(shè)備，不必再擔(dān)心被卡住的耳機(jī)線猛地拉回來。真無線耳塞是基于Bluetooth®的無線耳塞，其左右通道被分離成單獨(dú)的外殼。盡管這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)使用戶不再需要用線連接手機(jī)，但這給耳塞制造商帶來了一系列新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
為了最大限度地延長電池壽命和電池運(yùn)行時(shí)間，必須確保正確放置在充電盒中的耳塞高效充電。磁傳感器有助于確保耳塞正確放置，因?yàn)槎褂么盆F檢測精細(xì)物體的移動(dòng)。通常來說，將電流檢測放大器用于耳塞充電，以及將霍爾效應(yīng)開關(guān)用于無線充電盒能夠最大限度地提高這些應(yīng)用的電池充電和電池壽命。
用電流檢測放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)
TWS無線耳塞的電池通常低于100-mAh。因此，為了保護(hù)并準(zhǔn)確地給這些小容量電池充電，則需要更好的電流測量。傳統(tǒng)電池充電器和電量計(jì)在監(jiān)測更大的電池（如充電箱中的電池）電流方面表現(xiàn)出色，但在監(jiān)測更低電流方面常常表現(xiàn)一般。
專用電流檢測放大器在測量小電流時(shí)更加準(zhǔn)確。如果您的設(shè)計(jì)中已經(jīng)有了微控制器（MCU）或電源管理集成電路（PMIC），那么您可以基于寫入MCU或PMIC的算法來使用這些放大器的輸出監(jiān)測和測量電池使用次數(shù)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(jì)。
圖1：帶外部電流檢測放大器和控制器測量的電量計(jì)
在TWS無線耳塞充電盒中放置兩個(gè)小型電流檢測放大器（如INA216）能夠?qū)崿F(xiàn)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(shè)電流分配相等，那么一個(gè)電流傳感器可以監(jiān)測兩個(gè)耳塞的充電情況。在耳塞中放置雙向電流檢測放大器，如INA191或INA210，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)充電和測量功能。不管您使用哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這些器件也可以更好地保護(hù)電池，因?yàn)榧词刮⑿〉碾娏髯兓矔?huì)影響電池的使用壽命。
用霍爾效應(yīng)傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)
TWS無線耳塞的新功能是其配套的充電盒蓋子以及在盒內(nèi)進(jìn)行充電檢測。充電盒必須能夠檢測到蓋子的位置，并且能夠檢測充電盒中是否存在需要充電的耳塞。其他傳感器技術(shù)可能無法或不具備靈敏度來經(jīng)濟(jì)有效地正確識別這些東西，所以選擇合適的傳感器至關(guān)重要。圖2顯示了TWS無線耳塞傳感器的布置。
圖2：TWS無線耳塞傳感器的布置和使用
霍爾效應(yīng)傳感器能夠很好地應(yīng)用于檢測充電盒蓋和耳塞充電情況。鑒于磁鐵已用來合上充電盒蓋，因此，以霍爾效應(yīng)開關(guān)的形式使用磁感測解決方案檢測蓋子顯然是一種無需額外零件的解決方案。此外，將磁鐵放進(jìn)在耳塞，是一種能夠檢測充電盒內(nèi)是否存在耳塞的有效方法。知道耳塞是否在充電盒中后，就可以在取下耳塞時(shí)實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙自動(dòng)連接，或在當(dāng)耳塞位于充電盒中時(shí)進(jìn)行充電檢測。
選擇適合的數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器非常重要，并且像低頻率和低功耗這樣的特征讓DRV5032成為了不二之選。對于霍爾效應(yīng)傳感器在耳塞中的應(yīng)用，完全能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàng)，該選項(xiàng)僅消耗約0.5µA，不會(huì)嚴(yán)重消耗器件的電池。
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線連接的耳塞都至關(guān)重要。電流檢測放大器和霍爾效應(yīng)傳感器為那些努力圍繞這些新特征和挑戰(zhàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的人員提供了解決方案。
我們是富有遠(yuǎn)見的企業(yè)，我們是敢于開拓的創(chuàng)新者。作為一個(gè)業(yè)務(wù)運(yùn)營覆蓋 35 個(gè)國家的全球性半導(dǎo)體企業(yè)，員工是我們的立足之本。德州儀器（TI）的員工是我們深厚的企業(yè)文化的重要體現(xiàn)。無論是 1958 年第一位發(fā)明集成電路的 TI 員工，還是如今遍布全球負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造以及銷售模擬與嵌入式處理芯片的 30,000 多名 TI 成員，都是我們直面挑戰(zhàn)，致力于通過技術(shù)改變世界的體現(xiàn)。
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