小型电池供电设备中，低静态电流的IC选择

1，前言

随着小型化、蓝牙通信和嵌入式处理的进步，现代助听器拥有比以往更多的功能，从流媒体音乐到能够通过智能手机上的应用程序调整听力放大。

然而，这些增加的功能是有代价的：现代功能需要更多的功能。增加的功耗对于设计助听器的工程师来说是一个挑战，主要是因为旧版本使用一次性锌空气电池。这些电池通常可以使用大约两周。但是，当我们为助听器添加更多功能（例如让它们能够播放音乐）时，电池寿命可能会缩短至数小时。因此，工程师在他们的下一代助听器设计中使用可充电锂电池。

可充电锂电池以多种方式增加了电力系统的复杂性，最重要的是如何安全准确地为电池充电。使用两个助听器时还有额外的设计考虑。由于左右耳机没有物理连接，因此无法通过一根电缆同时为它们充电。所以现在几乎所有的新助听器都配备了一个同时具有充电和存储功能的外壳。

此保护壳为每个听筒设计了特定的插孔，以确保正确充电。耳机的充电必须精确，因为可充电助听器通常为 25 mAh-75 mAh，充电盒范围为 300 mAh-70 0mAh。这意味着耳机可以使用大约 24 小时，外壳需要充电大约 10 次，然后外壳本身需要重新充电。

2.充电管理

对于充电盒，助听器设计人员现在需要考虑三种不同的锂电池：一种用于充电盒，另两种用于听筒。电池充电器的选择在设计中起着重要作用。

还需要注意的是，用电池给电池充电（即从充电盒电池给听筒电池充电）并不像从墙上充电那么简单，因为两个电池之间的电压差不会很大。必须有内部电路来提高充电盒和听筒之间的电压差，以实现完全充电。随着电池放电，其电压缓慢下降。

看图 1 所示的放电曲线，在大约 50% 的电池容量时，充电盒电压将在 3.6V 左右。但这意味着如果没有升压，充电盒最多只能为听筒充电 3.6V，即使存储在外壳中的能量足以为它们完全充电。

图 1：锂离子电池的示例电池放电曲线；典型的平均点电压为 3.6 V，放电结束电压为 3 V

在这种情况下，大多数工程师会考虑使用谨慎的提升。虽然谨慎升压确实有效，但它通常会通过向电源架构添加额外的升压和电感器组件来增加解决方案的尺寸和低效率。

为了克服这些挑战，请考虑由静态电流支持的移动充电。

例如，TI 的BQ25619 电池充电器和BQ25155 线性充电器支持无需外部升压的充电。在助听器应用中，我们可以将 BQ25619 放在充电盒中，将 BQ25155 放在每个听筒中。

然后，我们不必总是将充电盒输出提升至 5 V，而是使用 BQ25619 的升压功能提升至必要的最低电压，以在充电盒和听筒电池之间留出足够的余量。这减少了不必要的升压的功率损失，并提高了耳机充电效率，因为电压差被减少了。

BQ25155 非常适合耳机，因为其 3.4V 的最低输入电压允许在没有升压的情况下进行更长时间的充电，并且其 43µA 静态电流增加了电池运行时间。

同时，BQ25619 在运输模式下的 7µA 静态电流最大限度地延长了充电盒的保质期。BQ25619 的 20mA 充电终止电流使其能够以多 7% 的容量为小型电池充电。

好消息是，这些好处不仅限于助听器：所有双电池设备系统，包括耳塞和可穿戴贴片，都可以从这些创新中受益。TI 将在未来的设计中继续实施两个充电器配置，具有以下特性：

· 为耳机和充电盒提供更高效率的充电，同时提供电池监控和保护，并通过集成升压减少总材料清单。

· 只需一根通信线路，即可减少听筒和充电盒的针脚。

使用 BQ25619 和 BQ25155，我们可以在不增加成本或解决方案尺寸的情况下，提高可从充电盒中提取的充电周期数量。