近年來，TWS無線耳塞已進入電子市場。現在，用戶可以放棄使用流媒體設備，不必再擔心被卡住的耳機線猛地拉回來。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的外殼。盡管這種創新設計使用戶不再需要用線連接手機，但這給耳塞制造商帶來了一系列新的設計挑戰。
為了最大限度地延長電池壽命和電池運行時間，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，因為耳塞使用磁鐵檢測精細物體的移動。通常來說，將電流檢測放大器用于耳塞充電，以及將霍爾效應開關用于無線充電盒能夠最大限度地提高這些應用的電池充電和電池壽命。
用電流檢測放大器進行設計
TWS無線耳塞的電池通常低于100-mAh。因此，為了保護并準確地給這些小容量電池充電，則需要更好的電流測量。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。
專用電流檢測放大器在測量小電流時更加準確。如果您的設計中已經有了微控制器（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測和測量電池使用次數和電池壽命。圖1顯示了一個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TWS無線耳塞充電盒中放置兩個小型電流檢測放大器（如INA216）能夠實現高精度充電電流測量。或者，如果優先考慮解決方案尺寸，則建議使用單個像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，那么一個電流傳感器可以監測兩個耳塞的充電情況。在耳塞中放置雙向電流檢測放大器，如INA191或INA210，可同時實現充電和測量功能。不管您使用哪種拓撲結構，這些器件也可以更好地保護電池，因為即使微小的電流變化也會影響電池的使用壽命。
用霍爾效應傳感器進行設計
TWS無線耳塞的新功能是其配套的充電盒蓋子以及在盒內進行充電檢測。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。其他傳感器技術可能無法或不具備靈敏度來經濟有效地正確識別這些東西，所以選擇合適的傳感器至關重要。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。鑒于磁鐵已用來合上充電盒蓋，因此，以霍爾效應開關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，將磁鐵放進在耳塞，是一種能夠檢測充電盒內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實現藍牙自動連接，或在當耳塞位于充電盒中時進行充電檢測。
選擇適合的數字霍爾效應傳感器非常重要，并且像低頻率和低功耗這樣的特征讓DRV5032成為了不二之選。對于霍爾效應傳感器在耳塞中的應用，完全能夠實現每秒提供5次磁鐵檢測信息。此頻率允許您使用DRV5032的低功耗選項，該選項僅消耗約0.5µA，不會嚴重消耗器件的電池。
確定充電狀態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行設計的人員提供了解決方案。
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