TI電流測試器件INA系列在TWS電池盒里的使用

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類似的惟有400-nA漏電流的線性充電芯片。充電盒芯片可以選用BQ25619類似的惟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，我們從第三方面去解析TI的電流采樣芯片在優化系統，減少損耗上的使用。

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，將升壓電路封閉，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，筆直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，電阻上的壓降惟有5mV，不會有哪些影響。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。

2)采用電流測試芯片，如下圖二所示為TI的INA系列電流測試芯片的框圖，有如下優勢：

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

以下四顆物料可以依據需求選擇，其中INA2180是雙通道的，可以同時測試2個耳機的電流。

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