Sut i ddylunio pin Pogo gwefru ar gyfer TWS Earbuds?
Mae clustffonau TWS Wireless Bluetooth yn un o'r cynhyrchion gwisgadwy smart y mae dynion, menywod a phlant yn eu ffafrio yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae'n fach ac yn goeth, yn hawdd ei wefru, ac mae ganddo wahanol siapiau. Gellir ei godi trwy ei roi yn yr adran codi tâl. Un o'r cydrannau craidd yn adran codi tâl clustffonau TWS Bluetooth yw'r pin pogopin pogo. Gellir gwefru ffonau clust TWS trwy gyswllt rhwng pen benywaidd y pin pogo a'r pen gwrywaidd yn y rhan wefru. Mae 80 y cant o'r brandiau ar y farchnad yn dewis defnyddio'r pin pogo.
Mae blwch gwefru clustffonau TWS yn senario codi tâl di-wifr pŵer isel delfrydol. Mae gan y headset Bluetooth di-wifr TWS sy'n cefnogi codi tâl di-wifr fodiwl derbyn codi tâl di-wifr adeiledig yn y blwch codi tâl, y gellir ei osod ar y charger di-wifr ar gyfer codi tâl fel ffôn symudol codi tâl di-wifr, gan sylweddoli codi tâl di-wifr. Mae gan swyddogaeth "gwirioneddol ddiwifr" Bluetooth ynghyd â chodi tâl di-wifr brofiad gwell i'r defnyddiwr ac fe'i hystyrir yn ffurf eithaf ar glustffonau Bluetooth diwifr TWS go iawn.
Nawr mae ffonau clust TWS wedi'u rhannu'n fras yn fathau lled-yn-glust gyda dolenni hir a siapiau egin ffa cochlear-math yn nyluniad pen y clustffon. Mae siâp ffonau clust yn gymharol gyfyngedig, felly mae dyluniad codi tâl a chodi tâl wedi dod yn bwynt arloesol. Mae'r llun yn iawn Mae'r adran codi tâl wedi gwneud ychydig o arloesi, gan ddefnyddio proses fowldio chwistrellu dwy-liw, ymddangosiad tywyll a thryloyw, a dyluniad gwead mewnol, a chyda'r arddangosfa bŵer, gan greu teimlad uwch-dechnoleg o ansawdd uchel!
Sut i Oresgyn Saith Her Dylunio Clustffonau TWS?
Dyma rai awgrymiadau i helpu i ddatrys rhai o'r heriau anoddaf mewn dylunio clustffonau TWS, o leihau colli pŵer i ymestyn amser wrth gefn.
Ers rhyddhau Apple AirPods yn 2016, mae'r farchnad stereo diwifr wir (TWS) wedi tyfu mwy na 50 y cant yn flynyddol. Mae gwneuthurwyr y ffonau clust diwifr poblogaidd hyn yn ychwanegu mwy o nodweddion yn gyflym (canslo sŵn, cwsg, a monitro iechyd) i wahaniaethu rhwng eu cynhyrchion, ond gall fod yn anodd ychwanegu'r holl nodweddion hyn o safbwynt peirianneg dylunio. Yn yr erthygl hon, byddaf yn adolygu'r heriau hyn.
Her 1: Lleihau colled pŵer trwy godi tâl effeithlon
Her fawr gyda ffonau clust di-wifr yw cyflawni cyfanswm amser chwarae hirach pan fydd y clustffonau yn yr adran batri wedi'u gwefru'n llawn. Yn yr achos hwn, mae cyfanswm amser chwarae hirach yn trosi i nifer y cylchoedd y gall achos wefru'r clustffonau dros eu hoes gyfan. Y nod yw galluogi codi tâl effeithlon tra'n lleihau'r defnydd o bŵer o'r achos gwefru i'r clustffonau.
Mae'r cas gwefru yn allbynnu foltedd o'r batri fel mewnbwn i wefru'r clustffonau. Mae'r ateb nodweddiadol yn drawsnewidydd hwb gydag allbwn 5V sefydlog, sy'n ateb syml ond nid yw'n gwneud y gorau o effeithlonrwydd codi tâl. Oherwydd bod batris earbud mor fach, mae dylunwyr yn aml yn defnyddio chargers llinol. Wrth ddefnyddio mewnbwn 5V sefydlog, mae'r effeithlonrwydd codi tâl yn isel iawn - tua (V mewn - 5 ystlumod) / 5 mewn - ac yn cynhyrchu gostyngiad foltedd mawr ar y batri. Plygiwch foltedd batri Li-Ion 3.6V ar gyfartaledd (hanner-rhyddhau) i mewn a dim ond 72 y cant yn effeithlon yw'r mewnbwn 5V.
I'r gwrthwyneb, mae defnyddio hwb allbwn addasadwy neu drawsnewidydd bwc-hwb yn yr achos gwefru yn cynhyrchu foltedd ychydig yn uwch na'r ystod foltedd arferol o glustffonau. Mae hyn yn gofyn am gyfathrebu o'r achos gwefru i'r earbuds, sy'n caniatáu i foltedd allbwn yr achos gwefru addasu'n ddeinamig i batri'r earbuds wrth i'r foltedd gynyddu. Bydd hyn yn lleihau colledion, yn cynyddu effeithlonrwydd codi tâl, ac yn lleihau gwres yn sylweddol.
Her 2: Graddfa i lawr yr ateb cyffredinol heb ddileu ymarferoldeb
Yr ail her yw her gyffredinol dylunio batri bach - sut i ddylunio batri sy'n fach o ran maint ac yn fawr o ran swyddogaeth. Yr ateb syml yma yw dewis dyfais gyda chydrannau mwy integredig. Ee:
Gwefrydd llinellol perfformiad uchel sy'n integreiddio rheiliau pŵer ychwanegol i bweru bloc y brif system ac mae'n ddewis da ar gyfer clustffonau di-wifr.
Ar gyfer modiwlau pŵer-llwglyd, foltedd isel fel proseswyr a modiwlau cyfathrebu diwifr, rheiliau cyfnewid yw'r dewis gorau ar gyfer effeithlonrwydd.
Ar gyfer blociau synhwyrydd nad oes angen llawer o bŵer arnynt ond sydd angen sŵn isel, ystyriwch ddefnyddio rheolydd gollwng isel.
Os yw'ch clustffonau diwifr yn integreiddio synwyryddion pen blaen analog i fesur ocsigen gwaed a chyfradd curiad y galon, efallai y bydd angen trawsnewidydd hwb arnoch hefyd.
Integreiddiwch rheiliau pŵer ychwanegol i'r charger i wneud ei ffactor ffurf yn llai. Fodd bynnag, mae yna gyfaddawd bob amser rhwng integreiddio mwy ar gyfer meintiau llai a defnyddio cylchedau integredig mwy arwahanol (ICs) ar gyfer hyblygrwydd.
Her 3: Ymestyn amser segur
Mae amser wrth gefn yn bwysig oherwydd bod defnyddwyr yn disgwyl i glustffonau chwarae cerddoriaeth hyd yn oed ar ôl cyfnodau hir o anweithgarwch y tu allan i'r achos codi tâl. Ystyriwch ddefnyddio batris lithiwm-ion dwysedd ynni uwch mewn earbuds, sydd fel arfer â folteddau uwch, megis 4.35 folt a 4.4 folt, fel y gellir storio mwy o egni. Mae tâl llawn hefyd yn cynyddu amser wrth gefn. Bydd gwefrydd batri sy'n cynnwys cerrynt terfynu bach a chywirdeb uchel yn helpu i ymestyn yr amser wrth gefn. Os oes newid mawr yn y fanyleb cerrynt terfynu, efallai y bydd gennych gerrynt terfynu uwch yn y pen draw, a all arwain at derfynu cynamserol a batri isel.
Daeth batri 41mAh i ben ar 1mAh yn erbyn 4mAh. Os yw'r cerrynt terfynu enwol 1mA yn amrywio'n fawr ac yn dod i ben ar 4mA mewn gwirionedd, bydd capasiti'r batri 2mAh yn parhau i fod heb ei ddefnyddio. Mae cerrynt terfynu is a chywirdeb uwch yn cynyddu gallu batri effeithiol.
Mae cerrynt tawel isel (IQ) hefyd yn bwysig i ymestyn amser wrth gefn mewn gwahanol ddulliau gweithredu. Bydd charger IC gyda llwybr pŵer a cherrynt modd llong bron â sero yn atal y batri rhag draenio cyn i'r cynnyrch gyrraedd y defnyddiwr, gan alluogi defnydd ar unwaith. Mae'r llwybr pŵer yn gofyn am osod transistorau effaith maes metel-ocsid-lled-ddargludyddion rhwng y batri a'r system i reoli'r system a llwybrau batri, yn y drefn honno.
Pan fydd y earbuds yn chwarae cerddoriaeth neu'n segura, mae angen i ddefnydd presennol y system fod mor fach â phosibl. Dod o hyd i charger gyda isel Rwyf hefyd yn lleihau I y system. Er enghraifft, mae gwefrwyr batri yn aml yn gofyn am rwydwaith gwrthydd cyfernod tymheredd negyddol (NTC) i fesur tymheredd batri.
Ni all rhai atebion ar y farchnad ddiffodd y cerrynt NTC wrth weithio yn y modd batri. Maent naill ai'n gollwng gormod (gall gollyngiadau fod yn fwy na 200µ pan fydd gan y rhwydwaith NTC 20 kΩ) neu mae angen I/O ychwanegol arnynt a'i ddiffodd gyda switsh.
Her 4: Dylunio Diogelwch
Yn aml mae gan weithgynhyrchwyr pecynnau batri ganllawiau ar gyfer gwefru batris ar wahanol dymereddau, a rhaid i fatris aros o fewn yr ardaloedd gweithredu diogel hyn wrth eu defnyddio. Mae angen proffil safonol ar rai lle mae codi tâl yn stopio y tu allan i ffin tymheredd poeth ac oer. Er enghraifft, efallai y bydd cwmnïau eraill angen gwybodaeth benodol gan Gymdeithas Electroneg a Thechnoleg Gwybodaeth Japan. Er mwyn cydymffurfio â'r proffiliau tymheredd hyn, edrychwch am broffil gyda'r rhaglenadwyedd angenrheidiol neu rywfaint o raglennu I twoC. Mae gan y BQ21061 a BQ25155 gofrestrau i osod y ffenestr tymheredd a chamau i'w cymryd o fewn ystod tymheredd penodol.
Mae cloi Batri Undervoltage (UVLO) yn nodwedd ddiogelwch arall sy'n atal y batri rhag cael ei or-ollwng ac felly dan straen. Unwaith y bydd foltedd y batri yn disgyn o dan drothwy penodol, mae UVLO yn torri'r llwybr rhyddhau i ffwrdd. Er enghraifft, ar gyfer batri Li-Ion a godir ar 4.2V, trothwy terfyn cyffredin yw 2.8V i 3V.
Her 5: Sicrhau Dibynadwyedd System
Achosodd dibynadwyedd system isel i rai microbroseswyr fynd yn sownd pan blygiodd y defnyddiwr yr addasydd i mewn. Er bod hyn yn brin, mae angen ailosod pŵer system fel y gall y microbrosesydd ailgychwyn a dychwelyd i normal. Mae rhai chargers batri yn integreiddio amserydd corff gwarchod ailosod caledwedd sy'n perfformio ailosodiad caledwedd neu gylchred pŵer (os na) mae dau drafodiad C yn cael eu canfod rywbryd ar ôl i'r addasydd gael ei blygio i mewn gan y defnyddiwr. Ar ôl ailosod system, mae'r llwybr pŵer yn cael ei ddatgysylltu a'i ailgysylltu â'r batri a'r system.
Yn debyg i'r amserydd corff gwarchod ailosod caledwedd, mae'r amserydd corff gwarchod meddalwedd traddodiadol hefyd yn helpu i wella dibynadwyedd y system trwy ailosod y gofrestr charger i'w werth diofyn ar ôl cyfnod o ddim trafodion yn y twoC. Mae'r ailosodiad hwn yn atal y batri rhag cael ei wefru'n anghywir pan fo'r microbrosesydd mewn cyflwr diffygiol.
Her 6: Monitro'r Ardaloedd Gweithredu Gorau
Y chweched her yw monitro paramedrau'r system, y gellir ei gyflawni'n effeithlon gan drawsnewidydd analog-i-ddigidol manwl uchel (ADC). Mae mesur foltedd batri yn baramedr da oherwydd ei fod yn darparu cynrychiolaeth gyfleus, er yn fras, o gyflwr gwefr y batri. Fel rheol gyffredinol, os yw'r cyflwr tâl sy'n ofynnol gan y clustffon diwifr yn uwch na ± 5 y cant .
Mae'r ADC adeiledig manwl gywir hefyd yn caniatáu ichi fonitro a gweithredu ar dymheredd batri a bwrdd wrth wefru a gollwng. Mae paramedrau eraill y gall y gwefrydd eu monitro yn cynnwys foltedd mewnbwn / cerrynt, foltedd codi tâl / cerrynt, a foltedd system. Mae'r cymharydd adeiledig hefyd yn helpu i fonitro paramedrau penodol yn gyfleus ac yn anfon ymyriadau i'r gwesteiwr. Os yw'r paramedr o fewn yr ystod arferol ac nad yw'r cymharydd yn cael ei sbarduno, nid oes rhaid i'r gwesteiwr ddarllen y paramedr o ddiddordeb yn gyson. Mae'r BQ25155 yn enghraifft dda i fonitro paramedrau system gan fod ganddo ADC a chymharydd.
Her 7: Symleiddio cysylltedd diwifr
Mae gan rai ffonau clust di-wifr nodwedd sy'n dangos statws gwefru'r ffonau clust a'r achos gwefru ar y ffôn clyfar pan fydd y ffonau clust yn yr achos gwefru a'r caead ar agor. I gefnogi hyn, rhaid i'r ffonau clust roi gwybod am y cyflwr gwefru cyn gynted ag y cânt eu plygio i'r achos, hyd yn oed os yw'r batri wedi'i ddisbyddu. Rhaid i'r prif sglodyn fod yn effro i roi gwybod am y cyflwr codi tâl, felly yn yr achos hwn, rhaid i'r ffynhonnell pŵer allanol bweru'r clustffonau. Mae gwefrydd â llwybr pŵer yn galluogi'r system i gael foltedd uwch o'r VBU wrth wefru'r batri ar foltedd is.
Nid yw sawl nodwedd o'r charger clustffon di-wifr (megis modd llong, ailosod pŵer system, batri UVLO, cerrynt terfynell cywir, ac adrodd statws tâl ar unwaith) yn bosibl heb y gallu llwybr pŵer, sy'n gofyn am y batri a'r system A MOSFET i'w gosod yn y canol i reoli'r system a llwybrau batri ar wahân. Mae Ffigur 5 yn dangos y charger gyda llwybr pŵer a hebddo.
Gellir gweld switshis a gwefrwyr llinol yn y dyluniad cas codi tâl yn dibynnu ar faint y batri a'r gyfradd codi tâl. Mae gwefrwyr newid yn fwy effeithlon ac yn cynhyrchu llai o wres, sy'n bwysig ar gyfer ceryntau uchel o 700mA ac uwch. Mae gwefrwyr newid fel arfer yn dod â swyddogaeth hwb neu ddilyn integredig sy'n rhoi hwb i foltedd y batri ac yn darparu'r foltedd mewnbwn ar gyfer gwefru'r clustffonau. Mae chargers llinol hefyd yn ddewis da ar gyfer blychau batri lefel gyfredol isel gan eu bod yn cynnig cost isel ac IQ isel.
Mae cymhorthion clyw y gellir eu hailwefru yn cyflwyno heriau dylunio tebyg. Maent fel arfer yn llai na earbuds fel eu bod yn anweledig ac felly mae angen mwy o integreiddio pŵer mewn ardal lai. Mae angen rheiliau pŵer sŵn isel arnynt hefyd, gan gynnwys topoleg cynhwysydd wedi'i newid, er mwyn sicrhau mwy o eglurder sain.