Rozmiar baterii LiPo dla etui ładujących TWS: ładowanie słuchawek dousznych, straty spowodowane konwersją i tryb gotowości

Etui ładujące o pojemności 500 mAh i dwie słuchawki douszne o pojemności 50 mAh wydają się zapewniać pięć sparowanych ładowań. Ten prosty podział pomija system ładowania pomiędzy tymi akumulatorami.

Straty spowodowane konwersją, zużycie energii w trybie gotowości i czas pracy obudowy mają wpływ na wynik. Różne napięcia ogniw mogą sprawić, że porównanie będzie mniej bezpośrednie.

Podczas oceniania Rozwiązania dotyczące akumulatorów LiPo do słuchawek TWS zaczynają się od celu ładowania i warunków testowych. Bateria w obudowie musi spełniać to zapotrzebowanie na energię wewnątrz dostępnej obudowy.

W tym przewodniku skupiono się na doborze pojemności etui ładującego, a nie na rozmiarach modeli słuchawek lub porównaniach czasu słuchania.

Szybka odpowiedź: Jak dobrać rozmiar baterii etui ładującego TWS?

Oszacuj energię potrzebną do naładowania obu słuchawek. Następnie uwzględnij energię użytkową obudowy, wydajność ścieżki ładowania i zużycie energii między sesjami.

Wstępne szacunki to:

Odpowiedniki doładowań w parach ≈ (Energia użytkowa − Energia między sesjami) × Efektywna wydajność ładowania ÷ Energia odzyskana na parę.

Podczas obliczeń należy stosować spójne granice energii. Nie należy stosować szczytowej wydajności konwertera do całej ścieżki akumulator-akumulator.

Na koniec przetestuj gotowe etui i słuchawki douszne podczas pełnego ładowania. Ułamkowe oszacowanie energii nie gwarantuje takiej samej liczby ukończonych sparowanych ładowań.

Zdefiniuj, co liczy się jako jedno ładowanie

Przed wybraniem pojemności zdefiniuj wymagania, które produkt musi spełniać.

Jedno ładowanie w parze powinno oznaczać ładowanie obu słuchawek od określonego stanu początkowego do zatwierdzonego stanu zakończenia. Nie powinno to oznaczać ładowania jednej słuchawki, wykrycia włożenia czy krótkotrwałego zwiększenia wyświetlanej wartości procentowej.

Zapisz te warunki:

• Początkowy stan naładowania etui i każdej słuchawki dousznej.

• Punkt końcowy dotyczący niskiego poziomu naładowania baterii słuchawki dousznej używany przed każdym ładowaniem.

• Kryterium pełnego lub całkowitego naładowania obu słuchawek dousznych.

• Czy obie słuchawki douszne ładują się jednocześnie.

• Temperatura, oprogramowanie sprzętowe i dozwolone funkcje tła.

• Czas między doładowaniami a planowanym okresem przechowywania.

Częściowe doładowania należy oddzielić od pełnych sparowanych wydarzeń. Pięć krótkich powrotów do etui nie oznacza pięciu pełnych, sparowanych ładowań.

Rozróżnij także dodatkowe doładowania od całkowitego czasu słuchania. Roszczenie dotyczące całkowitego odtwarzania może obejmować początkowe ładowanie słuchawek dousznych, zanim etui dostarczy jakąkolwiek energię.

Porównaj energię zamiast dzielić sam mAh

Pojemność w mAh opisuje ładunek elektryczny, a nie samą energię.

Dla wstępnych porównań:

Energia nominalna (Wh) ≈ Napięcie znamionowe (V) × Pojemność (Ah).

W przypadku identycznych lewych i prawych słuchawek:

Nominalna energia pary ≈ 2 × nominalne napięcie wkładki dousznej × pojemność na wkładkę douszną.

W przypadku różnych wkładek dousznych lub warunków początkowych oblicz każde wymaganie osobno i dodaj je.

The Metoda obliczania energii akumulatora i czasu pracy wyjaśnia różnicę między pojemnością ładowania a energią użyteczną. W tym przypadku rozróżnienie to dotyczy energii przesyłanej między akumulatorami, a nie bezpośredniego zasilania urządzenia.

Nominalna wartość Wh jest nadal wartością przybliżoną. Nie opisuje dokładnej krzywej napięcia, strat ładowania ani dostępnej energii w miejscu odcięcia produktu.

Korzystaj z zatwierdzonych danych ogniw już na wczesnym etapie projektowania. Zastąp założenia pomiarami, gdy bateria i elektronika staną się dostępne.

Ustaw granice energii przed zastosowaniem efektywności

System od etui do słuchawki może obejmować konwersję napięcia, styki ładujące, zarządzanie ładowaniem słuchawek dousznych i aktywną elektronikę. Dokładny układ zależy od produktu.

Nie w każdym przypadku stosuje się to samo stałe napięcie wyjściowe lub topologię przetwornicy. Wybierz architekturę dostosowaną do rzeczywistej obudowy i wymagań dotyczących ładowania słuchawek.

Zachowaj oddzielne terminy:

W przypadku tej metody planowania efektywna wydajność sesji obejmuje straty związane z konwersją, kontaktem i ładowaniem oraz narzut związany z aktywną sesją. Zużycie między sesjami rozliczane jest osobno.

Jeżeli sesja pomiarowa zawiera już elektronikę sterującą, nie należy ponownie odejmować tych obciążeń. Podobnie nie należy stosować zarówno wydajności pełnej ścieżki, jak i wydajności oddzielnych komponentów dla tej samej ścieżki.

Krzywa wydajności konwertera może pomóc w wyborze komponentów. Najlepszy punkt pracy nie określa wydajności między akumulatorami przez całą sesję.

Przeprowadź hipotetyczne obliczenia obudowy i akumulatora

Poniższe założenia ilustrują tę metodę. Nie są to specyfikacje ZERNE, zmierzone wydajności ani zalecane uniwersalne dodatki.

Przypuszczać:

• Bateria w obudowie: 500 mAh przy nominalnym napięciu 3,7 V.

• Bateria każdej słuchawki dousznej: 50 mAh przy nominalnym napięciu 3,85 V.

• Użyteczna część energii obudowy: 85%, łącznie z odcięciem i rezerwą zachowaną.

• Zużycie między sesjami: 0,10 Wh w zdefiniowanym harmonogramie użytkowania.

• Efektywna wydajność sesji: 75%, przy wykorzystaniu granicy określonej powyżej.

• Obie słuchawki douszne wymagają pełnego uzupełnienia energii nominalnej podczas każdego sparowanego zdarzenia.

Oblicz dostępną energię obudowy

Nominalna energia obudowy = 3,7 × 0,500 = 1,85 Wh.

Energia użytkowa obudowy = 1,85 × 0,85 = 1,5725 Wh.

Energia obudowy przeznaczona na aktywne doładowania = 1,5725 − 0,10 = 1,4725 Wh.

Oblicz wymagania dotyczące sparowanych słuchawek dousznych

Nominalna energia odzyskana na parę ≈ 2 × 3,85 × 0,050 = 0,385 Wh.

Szacunkowa energia użyteczna docierająca do baterii słuchawek = 1,4725 × 0,75 = 1,104375 Wh.

Sparowane odpowiedniki doładowania ≈ 1,104375 ÷ 0,385 = 2,87.

Zatem przybliżony budżet daje około 2,9 ekwiwalentu doładowań w parach, a nie pięć pełnych doładowań w parach.

Nie zaokrąglaj tego wyniku w górę do kwoty trzech doładowań. Rzeczywiste zakończenie zależy od poszczególnych sesji, zmieniającej się wydajności i ostatecznego zachowania końcowego.

Nawet dwa zakończone parami doładowania pozostają celem weryfikacji, a nie gwarancją na podstawie samego tego przykładu.

Pracuj wstecz od celu ładowania

Dla celu trzech sparowanych doładowań przy tych samych założeniach:

Wymagana nominalna energia obudowy ≈ (3 × 0,385 ÷ 0,75 + 0,10) ÷ 0,85.

Wymagana nominalna energia obudowy ≈ 1,9294 Wh.

Wymagana pojemność nominalna ≈ 1,9294 ÷ 3,7 = 0,5215 Ah, czyli około 522 mAh.

Jest to próg matematyczny w ramach modelu hipotetycznego. Nie jest to zalecenie dotyczące baterii produkcyjnej ani wystarczający margines projektowy.

Przed wyborem ostatecznego ogniwa sprawdź tolerancję pojemności, starzenie się, temperaturę i zmierzoną wydajność ścieżki. Nie wybieraj krańcowej wartości nominalnej tylko dlatego, że czyści ona wynik z arkusza kalkulacyjnego.

Zmierz straty ładowania w trakcie całej sesji

Wydajność ładowania może się zmieniać w zależności od zmiany napięcia obudowy i słuchawek. Prąd zmienia się również w procesie ładowania.

Zmierz pełne naładowanie, a nie jeden dogodny punkt pracy. Zawiera zarówno słuchawki douszne, jak i funkcje aktywnego sterowania wymagane przez produkt.

W celu bezpośredniej walidacji produktu należy zarejestrować energię pobraną z akumulatora obudowy podczas każdego zdefiniowanego sparowanego ładowania. Obejmuje to straty i aktywny narzut w ramach tego mierzonego zdarzenia.

Zmierzona energia po stronie obudowy na zdarzenie stanowi alternatywę dla szacowania każdej wydajności osobno. Nie mnożymy tego później przez inny współczynnik straty.

Porównaj wyniki w pobliżu początku i końca użytecznego okna rozładowania obudowy. Końcowe doładowanie może zachowywać się inaczej niż pierwsze.

Jeśli jedna ze słuchawek zaczyna być prawie pełna, nagraj to osobno. Nierówne stany początkowe zmieniają połączone obciążenie i nie reprezentują pełnego sparowanego ładowania.

Uwzględnij tryb gotowości z zainstalowanymi słuchawkami i bez nich

Samorozładowanie ogniwa i zużycie energii w trybie gotowości to nie to samo.

Obudowa może zasilać kontroler, obwody czujnikowe, wskaźniki lub inne funkcje, gdy nie następuje aktywne ładowanie. Niektóre projekty okresowo sprawdzają również wkładki douszne lub uzupełniają je po przechowywaniu.

Zmierz zamierzone stany osobno:

• Obudowa zamknięta, bez założonych słuchawek.

• Obie słuchawki douszne zostały zainstalowane po zakończeniu ładowania.

• Jedna słuchawka jest zainstalowana, a druga używana.

• Pokrywa otwarta, wskaźnik zachowuje się normalnie.

• Wszelkie włączone funkcje wyświetlania, śledzenia lub komunikacji.

W stosownych przypadkach uwzględnij powtarzające się otwieranie pokrywy i rzeczywisty czas pomiędzy sesjami odsłuchowymi. Krótki test laboratoryjny może nie ujawnić energii zużytej w ciągu tygodnia sporadycznego użytkowania.

Konsekwentnie przypisuj doładowania konserwacyjne. Licz je jako zarejestrowane zdarzenia związane z pobieraniem opłat lub w budżecie między sesjami, a nie oba.

Ogniwo o niskim samorozładowaniu nie jest w stanie skorygować nadmiernego prądu pobieranego przez otaczającą elektronikę. Zmierz zmontowany produkt, zanim zrzucisz niewyjaśnioną utratę ładunku na pojemność akumulatora.

Sprawdź razem odcięcie, prąd ładowania i ciepło

Etui może przestać zasilać słuchawki douszne, zanim jego ogniwo osiągnie punkt końcowy rozładowania podany w arkuszu danych.

Limity wejściowe konwertera, progi oprogramowania sprzętowego, zapady napięcia i ustawienia zabezpieczeń mogą określić dostępną energię. Zdefiniuj normalny czas odcięcia działania, nie traktując ochrony awaryjnej jako rutynowego punktu końcowego.

Sprawdź także poziom naładowania akumulatora etui, gdy obie słuchawki douszne rozpoczynają ładowanie. Oszacowanie pojemności nie określa wydajności prądowej ani stabilności napięcia przy niskim stanie naładowania.

Ładowanie etui i ładowanie słuchawek dousznych to oddzielne funkcje sterujące. Ich limity napięcia i prądu muszą odpowiadać odpowiednim ogniwom.

Zastosuj odpowiednie wymagania dotyczące integracji ładowarki hosta przy definiowaniu ładowania obudowy, sprzężenia zwrotnego temperatury i zachowania ścieżki zasilania. Samo napięcie znamionowe nie zapewnia prawidłowego ustawienia regulacji ładowania.

Jeśli zarówno słuchawki douszne, jak i etui ładują się ze źródła zewnętrznego, sprawdź oddzielnie ten tryb łączony. Nie pokazuje, ile sparowanych ładowań może dostarczyć odłączone etui.

Zmierz temperaturę na akumulatorze obudowy, elektronice mocy i słuchawkach podczas zamierzonych trybów ładowania. Limity muszą wynikać z wybranych komponentów i wymagań produktu.

Sprawdź licznik ładowania przed zamrożeniem pojemności baterii

Używaj ogniw, elektroniki, styków, obudowy i oprogramowania sprzętowego do celów produkcyjnych. Poniższa macierz stanowi pomoc w planowaniu OEM, a nie uniwersalny standard testowy.

Stosuj stałe obciążenie rozładowujące, aby przygotować wkładki douszne przed każdym zdarzeniem pełnego ładowania. Unikaj celowego nadmiernego rozładowania ogniw w celu stworzenia sztucznego punktu początkowego zera.

Licz pomyślne zakończenie w przypadku obu słuchawek, a nie tylko wykrycie rozpoczęcia ładowania. Częściowe uzupełnienie końcowe należy oddzielić od liczby ukończonych wydarzeń.

Wspieraj zapisy systemowe odpowiednimi dokumentami lista kontrolna testowania zestawu akumulatorów . Wyniki dotyczące pojemności, ochrony i temperatury powinny dokładnie identyfikować próbkę i warunki badania.

Zamień budżet energetyczny w opis baterii OEM

Wyślij dostawcy baterii więcej niż żądana wartość mAh.

Podaj docelowy poziom ładowania w trybie sparowanym, zapotrzebowanie na energię słuchawek dousznych, harmonogram użytkowania i zmierzone zapotrzebowanie po stronie etui. Należy określić, które odpisy podlegają wycenie, a które pozostają wstępnymi założeniami.

Uwzględnij także:

• Napięcie znamionowe, zatwierdzone limity ładowania i wymagania dotyczące odcięcia działania.

• Ciągły i szczytowy prąd obudowy-akumulatora.

• Maksymalne wymiary gotowego opakowania i rysunek obudowy.

• Wymagania dotyczące ochrony, NTC i wykrywania hosta.

• Złącze, polaryzacja, długość kabla i kierunek wyjścia przewodu.

• Tolerancja wydajności, docelowy okres użytkowania i środowisko operacyjne.

• Ilość prototypów, plan walidacji i etap produkcji.

Koperta mechaniczna musi obejmować ochronę pakietu, izolację, przewody i wymagany prześwit. Nie odzyskuj pojemności, wpychając na siłę większą torebkę do pozostałej przestrzeni w etui.

ZERNE obsługuje dostosowywanie LiPo pod względem wymiarów, pojemności, ochrony, wykrywania temperatury, złączy i kabli. Wybierz standardową lub niestandardową baterię na podstawie pełnej specyfikacji obudowy, a następnie sprawdź zmontowany system.

Często zadawane pytania

Ile razy akumulator etui ładującego TWS może ładować obie słuchawki douszne?

Nie ma uniwersalnego licznika. Zależy to od użytecznej energii obudowy, wymagań dotyczących wkładek dousznych, strat ładowania, trybu gotowości i warunków testowych. Sprawdź kompletność sparowanych zdarzeń przy obudowie odłączonej od zasilania zewnętrznego.

Dlaczego dzielenie baterii etui ładującego TWS przez słuchawki douszne mAh zawyża ładowanie?

Wskaźnik ten pomija straty, niedostępną energię obudowy i zużycie produktu. Może także porównywać akumulatory o różnych napięciach nominalnych. Stosuj budżet energetyczny obejmujący zarówno słuchawki douszne, jak i spójne granice pomiarów.

Czy większa bateria etui ładującego TWS zawsze zapewnia więcej pełnych ładowań?

Większa ilość energii użytkowej może pomóc, ale sama pojemność nominalna nie może zapewnić wyniku. Zachowanie przy wyłączeniu, wydajność ścieżki, wydajność prądowa, dopasowanie i gotowość nadal mają znaczenie. Porównaj sprawdzone systemy w tych samych warunkach.

Czy częściowe doładowania liczą się jako pełne doładowania słuchawek?

Nie. Zwrot częściowo naładowanych słuchawek dousznych do etui to inna sprawa. Zdefiniuj stan początkowy i końcowy przed zgłoszeniem liczby doładowań. Trzymaj częściowe uzupełnianie energii oddzielnie od zakończonych pełnych sparowanych wydarzeń.

Dlaczego naładowane etui traci energię podczas przechowywania?

Możliwe przyczyny to samorozładowanie ogniw, elektronika obudowy, wskaźniki i ładowanie konserwacyjne zainstalowanych wkładek dousznych. Zmierz zamierzone stany przechowywania przed przypisaniem strat do samego akumulatora.

Czy etui i obie słuchawki douszne mogą ładować się jednocześnie?

Tylko wtedy, gdy architektura ładowania obsługuje ten tryb. Sprawdź limity wejściowe, oddzielne prądy akumulatorów, zakończenie i temperatury. Ten tryb zasilania zewnętrznego nie potwierdza licznika ładowania obudowy w trybie autonomicznym.

Wniosek

Rozmiar akumulatora w etui ładującym TWS jest problemem związanym z budżetem energetycznym, a nie bezpośrednim stosunkiem pojemności. Etui musi wytrzymać obie słuchawki douszne podczas rzeczywistych strat podczas ładowania, zachowując jednocześnie energię do własnego działania.

Zdefiniuj pełne, sparowane ładowanie, utrzymuj spójne granice energii i mierz zużycie pamięci. Następnie zweryfikuj zakończone zdarzenia w zatwierdzonych warunkach akumulatora, zanim zamrozisz pojemność lub opublikujesz oświadczenie dotyczące wydajności.

Poproś o recenzję baterii etui ładującego TWS

Planujesz nowe etui ładujące? Podziel się z ZERNE swoim docelowym ładowaniem w trybie sparowanym, specyfikacjami słuchawek dousznych, pomiarami energii i dostępnymi wymiarami opakowania. Poproś o pomoc techniczną w zakresie niestandardowych akumulatorów LiPo, aby sprawdzić pojemność, możliwości prądowe, zabezpieczenia, złącza i wymagania dotyczące pobierania próbek dla Twojego projektu OEM.