Dimensiunea bateriei LiPo pentru carcasele de încărcare TWS: reîncărcări de căști, pierderi de conversie și standby

O carcasă de încărcare de 500 mAh și două căști de 50 mAh par să ofere cinci reîncărcări asociate. Această simplă împărțire omite sistemul de încărcare dintre acele baterii.

Pierderile de conversie, consumul de așteptare și întreruperea de funcționare a carcasei afectează toate rezultatul. Tensiuni diferite ale celulei pot face comparația mai puțin directă.

La evaluare Soluții de baterii LiPo pentru căști TWS , începeți cu ținta de reîncărcare și condițiile sale de testare. Bateria carcasei trebuie să îndeplinească acea cerință de energie în interiorul carcasei disponibile.

Acest ghid se concentrează pe dimensionarea capacității carcasei de încărcare, mai degrabă decât pe dimensiunile modelelor de căști sau pe comparațiile timpului de ascultare.

Răspuns rapid: Cum dimensionați o baterie a carcasei de încărcare TWS?

Estimați energia necesară pentru a reîncărca ambele căști. Apoi luați în considerare energia utilizabilă a carcasei, eficiența căii de încărcare și consumul între sesiuni.

O estimare preliminară este:

Echivalente de reîncărcare pereche ≈ (Energie de caz utilizabilă − Energia între sesiuni) × Eficiență efectivă de încărcare ÷ Energie restabilită per pereche.

Utilizați limite energetice consistente pe tot parcursul calculului. Nu aplicați eficiența maximă a unui convertor pe calea completă de la baterie la baterie.

În cele din urmă, testați carcasa și căștile terminate prin evenimente complete de reîncărcare. O estimare fracționată a energiei nu garantează același număr de reîncărcări pereche finalizate.

Definiți ce contează ca o reîncărcare

Înainte de a alege capacitatea, definiți afirmația pe care trebuie să o susțină produsul.

O reîncărcare asociată ar trebui să însemne încărcarea ambelor căști de la o condiție de pornire specificată la starea lor de finalizare aprobată. Nu ar trebui să însemne încărcarea unei căști, detectarea inserției sau creșterea pentru scurt timp a procentului afișat.

Înregistrați aceste condiții:

• Starea de încărcare de pornire pentru husă și fiecare căști.

• Punctul final al căștilor cu baterie scăzută utilizat înainte de fiecare reîncărcare.

• Criteriul de încărcare completă sau de finalizare a încărcării pentru ambele căști.

• Dacă ambele căști se încarcă simultan.

• Temperatura, firmware-ul și funcțiile de fundal permise.

• Timpul dintre evenimentele de reîncărcare și perioada de stocare prevăzută.

Păstrați reîncărcările parțiale separate de evenimentele pereche complete. Cinci reveniri scurte la caz nu demonstrează cinci reîncărcări complete pereche.

De asemenea, distinge reîncărcările suplimentare de timpul total de ascultare. O revendicare de redare totală poate include încărcarea inițială a căștilor înainte ca carcasa să furnizeze energie.

Comparați energia în loc să împărțiți mAh singur

Capacitatea în mAh descrie sarcina electrică, nu energia în sine.

Pentru comparații preliminare:

Energia nominală (Wh) ≈ Tensiune nominală (V) × Capacitate (Ah).

Pentru căști identice din stânga și din dreapta:

Energia nominală a perechii ≈ 2 × Tensiune nominală pentru cască × Capacitate per cască.

Pentru diferite căști sau condiții de pornire, calculați fiecare cerință separat și adăugați-le.

The metoda de calcul a energiei bateriei și a duratei de funcționare explică distincția dintre capacitatea de încărcare și energia utilizabilă. Aici, această distincție se aplică energiei transferate între baterii, mai degrabă decât alimentarea directă a unui dispozitiv.

Wh nominală este încă o aproximare. Nu descrie curba exactă a tensiunii, pierderile de încărcare sau energia accesibilă la oprirea produsului.

Utilizați datele celulare aprobate în timpul proiectării timpurii. Înlocuiți ipotezele cu măsurători pe măsură ce bateria și electronicele devin disponibile.

Stabiliți limitele energetice înainte de a aplica eficiența

Un sistem case-to-earbud poate include conversia tensiunii, contacte de încărcare, gestionarea încărcării căștilor și electronică activă. Aranjamentul exact depinde de produs.

Nu toate cazurile utilizează aceeași tensiune fixă ​​de ieșire sau aceeași topologie de convertor. Selectați arhitectura în jurul cerințelor reale de încărcare a carcasei și a căștilor.

Păstrați următorii termeni separati:

Pentru această metodă de planificare, eficiența efectivă a sesiunii include pierderile de conversie, de contact și de încărcare plus cheltuielile generale ale sesiunii active. Consumul între sesiuni este contabilizat separat.

Dacă o sesiune măsurată include deja componentele sale electronice de control, nu scădeți din nou acele sarcini. De asemenea, nu aplicați atât o eficiență pe calea completă, cât și eficiența componentelor separate pentru aceeași cale.

Curba de eficiență a unui convertor poate informa selecția componentelor. Cel mai bun punct de funcționare al său nu stabilește performanța bateriei la baterie pentru întreaga sesiune.

Lucrați printr-un calcul ipotetic de caz-baterie

Următoarele ipoteze ilustrează metoda. Nu sunt specificații ZENE, eficiențe măsurate sau cote universale recomandate.

Presupunem:

• Bateria carcasei: 500 mAh la 3,7 V nominal.

• Fiecare baterie pentru căști: 50 mAh la 3,85 V nominal.

• Fracția caz-energie utilizabilă: 85%, inclusiv limita și rezerva reținută.

• Consum de caz între sesiuni: 0,10 Wh peste programul de utilizare definit.

• Eficiența efectivă a sesiunii: 75%, folosind limita definită mai sus.

• Ambele căști necesită o completare cu energie nominală pentru fiecare eveniment asociat.

Calculați energia disponibilă a cazului

Energia nominală a cazului = 3,7 × 0,500 = 1,85 Wh.

Energia utilizabilă a cazului = 1,85 × 0,85 = 1,5725 Wh.

Energia carcasei alocată reîncărcărilor active = 1,5725 − 0,10 = 1,4725 Wh.

Calculați cerința pentru căști pereche

Energia nominală restabilită per pereche ≈ 2 × 3,85 × 0,050 = 0,385 Wh.

Energia utilă estimată care ajunge la bateriile căștilor = 1,4725 × 0,75 = 1,104375 Wh.

Echivalenți de reîncărcare perechi ≈ 1,104375 ÷ 0,385 = 2,87.

Prin urmare, bugetul aproximativ oferă aproximativ 2,9 echivalente de reîncărcare pereche, nu cinci reîncărcări pereche complete.

Nu rotunjiți acest rezultat la o cerere de trei reîncărcări. Finalizarea efectivă depinde de sesiunile individuale, de schimbarea eficienței și de comportamentul final de întrerupere.

Chiar și două reîncărcări pereche finalizate rămân o țintă de validare, nu o garanție doar din acest exemplu.

Lucrați înapoi de la o țintă de reîncărcare

Pentru o țintă de trei reîncărcări pereche în aceleași ipoteze:

Energia de caz nominală necesară ≈ (3 × 0,385 ÷ 0,75 + 0,10) ÷ 0,85.

Energia nominală necesară a carcasei ≈ 1,9294 Wh.

Capacitate nominală necesară ≈ 1,9294 ÷ 3,7 = 0,5215 Ah, sau aproximativ 522 mAh.

Acesta este un prag matematic în cadrul modelului ipotetic. Nu este o recomandare a bateriei de producție sau o marjă de proiectare suficientă.

Examinați toleranța capacității, îmbătrânirea, temperatura și performanța traseului măsurat înainte de a alege celula finală. Nu selectați o valoare nominală marginală doar pentru că șterge rezultatul foii de calcul.

Măsurați pierderile de încărcare pe parcursul unei sesiuni complete

Eficiența de încărcare se poate modifica pe măsură ce se modifică tensiunea carcasei și a căștilor. Curentul se modifică și prin procesul de încărcare.

Măsurați o reîncărcare completă, mai degrabă decât un punct de operare convenabil. Includeți atât căști, cât și funcțiile de control activ cerute de produs.

Pentru validarea directă a produsului, înregistrați energia extrasă din bateria carcasei în timpul fiecărei reîncărcări asociate definite. Aceasta include pierderile și cheltuielile generale active în cadrul evenimentului măsurat.

Acea energie măsurată pe caz pentru fiecare eveniment oferă o alternativă la estimarea fiecărei eficiențe separat. Nu îl înmulțiți ulterior cu un alt factor de pierdere.

Comparați rezultatele aproape de începutul și sfârșitul ferestrei de descărcare utilizabilă a carcasei. Reîncărcarea finală se poate comporta diferit față de prima.

Dacă o cască este aproape plină, înregistrați-o separat. Stările de pornire inegale modifică sarcina combinată și nu reprezintă o reîncărcare completă pereche.

Include standby cu și fără căști instalate

Descărcarea automată a celulei și consumul de produs în așteptare nu sunt același lucru.

Carcasa poate alimenta un controler, circuite de detectare, indicatoare sau alte funcții în timp ce nu are loc nicio încărcare activă. De asemenea, unele modele verifică periodic căștile sau le reumple după depozitare.

Măsurați separat stările dorite:

• Carcasa închisă fără căști instalate.

• Ambele căști sunt instalate după finalizarea încărcării.

• Un căști este instalat și celălalt în uz.

• Capacul deschis cu comportamentul normal al indicatorului.

• Orice funcție de afișare, urmărire sau comunicare activată.

Includeți deschideri repetate ale capacului și timpul real dintre sesiunile de ascultare, acolo unde este relevant. Un test pe banc scurt poate să nu dezvăluie energia cheltuită peste o săptămână de utilizare intermitentă.

Alocați în mod consecvent completările de întreținere. Numărați-le fie ca evenimente de încărcare înregistrate, fie în bugetul dintre sesiuni, nu ambele.

O celulă cu autodescărcare scăzută nu poate corecta curentul excesiv absorbit de electronicele din jur. Măsurați produsul asamblat înainte de a da vina pe pierderea de încărcare inexplicabilă pe capacitatea bateriei.

Verificați întreruperea, curentul de încărcare și încălzirea împreună

Carcasa poate înceta furnizarea căștilor înainte ca celula sa să ajungă la punctul final de descărcare al foii de date.

Limitele de intrare ale convertizorului, pragurile firmware-ului, căderea tensiunii și setările de protecție pot determina energia accesibilă. Definiți limita de funcționare normală fără a trata protecția de urgență ca punct final de rutină.

Verificați, de asemenea, curentul bateriei carcasei în timp ce ambele căști încep să se încarce. O estimare a capacității nu stabilește capacitatea de curent sau stabilitatea tensiunii la o stare scăzută de încărcare.

Încărcarea carcasei și încărcarea căștilor sunt funcții de control separate. Limitele de tensiune și curent trebuie să se potrivească cu celulele lor respective.

Aplicați cele relevante cerințele de integrare a încărcătorului gazdă atunci când definiți încărcarea carcasei, feedback-ul la temperatură și comportamentul căii de alimentare. Tensiunea nominală singură nu stabilește setarea corectă de reglare a încărcăturii.

Dacă ambele căști și carcasa se încarcă dintr-o sursă externă, validați modul combinat separat. Nu demonstrează câte reîncărcări asociate poate furniza carcasa deconectată.

Măsurați temperaturile la bateria carcasei, la electronicele de alimentare și la căști în timpul modurilor de încărcare prevăzute. Limitele trebuie să provină din componentele selectate și din cerințele produsului.

Validați numărul de reîncărcare înainte de a îngheța capacitatea bateriei

Utilizați celule, electronice, contacte, carcasă și firmware pentru producție. Următoarea matrice este un ajutor de planificare OEM, nu un standard de testare universal.

Utilizați o încărcare constantă de descărcare pentru a pregăti căștile înainte de fiecare eveniment de reîncărcare completă. Evitați supra-descărcarea în mod deliberat a celulelor pentru a crea un punct de pornire artificial zero.

Numărați finalizarea cu succes pentru ambele căști, nu doar detectarea pornirii încărcării. Păstrați reaprovizionarea finală parțială separată de numărul de evenimente finalizate.

Sprijiniți înregistrările sistemului cu documentele relevante Lista de verificare a testării acumulatorului . Rezultatele privind capacitatea, protecția și temperatura ar trebui să identifice eșantionul exact și condițiile de testare.

Transformați bugetul energetic într-un brief de baterie OEM

Trimiteți furnizorului de baterii mai mult decât o valoare mAh solicitată.

Furnizați ținta de reîncărcare asociată, cerințele de energie pentru căști, programul de utilizare și cererea măsurată pe carcasă. Identificați ce cote sunt măsurate și care rămân ipoteze preliminare.

Include, de asemenea:

• Tensiunea nominală, limitele de încărcare aprobate și cerințele de întrerupere a funcționării.

• Curent continuu și de vârf din carcasă-baterie.

• Dimensiunile maxime ale pachetului finit și desenul carcasei.

• Cerințe de protecție, NTC și de detectare a gazdei.

• Conector, polaritate, lungime cablu și direcție de ieșire a firului.

• Toleranță de capacitate, țintă de viață și mediu de operare.

• Cantitatea prototipului, planul de validare și etapa de producție.

Plicul mecanic trebuie să includă protecția pachetului, izolația, cablurile și spațiul liber necesar. Nu recuperați capacitatea forțând o pungă mai mare în spațiul rămas al carcasei.

ZENE acceptă personalizarea LiPo în ceea ce privește dimensiunile, capacitatea, protecția, senzorul de temperatură, conectorii și cablurile. Selectați o baterie standard sau personalizată în raport cu specificațiile complete ale carcasei, apoi validați sistemul asamblat.

FAQ

De câte ori poate o baterie a carcasei de încărcare TWS să reîncarce ambele căști?

Nu există un număr universal. Depinde de energia utilizabilă a carcasei, atât de cerințele pentru căști, de pierderile de încărcare, de condițiile de așteptare și de testare. Validați evenimentele împerecheate complete cu carcasa deconectată de la alimentarea externă.

De ce împărțirea carcasei de încărcare TWS a bateriei mAh de căști mAh supraestimează reîncărcările?

Acest raport omite pierderile, energia inaccesibilă și consumul de produse. De asemenea, poate compara bateriile cu tensiuni nominale diferite. Utilizați un buget energetic care include atât căști, cât și limite de măsurare consecvente.

O baterie cu carcasă de încărcare TWS mai mare oferă întotdeauna reîncărcări mai complete?

Mai multă energie utilizabilă poate ajuta, dar capacitatea nominală singură nu poate stabili rezultatul. Comportamentul de întrerupere, eficiența traseului, capacitatea curentă, potrivirea și standby contează în continuare. Comparați sisteme validate în aceleași condiții.

Încărcările parțiale sunt luate în considerare ca reîncărcări complete pentru căști?

Nu. Returnarea căștilor parțial încărcate în carcasă este un eveniment diferit. Definiți stările inițiale și finale înainte de raportarea numărului de reîncărcări. Păstrați reaprovizionarea parțială cu energie separată de evenimentele complete completate.

De ce o carcasă încărcată pierde energie în timp ce este stocată?

Posibilii contribuitori includ descărcarea automată a celulei, electronicele carcasei, indicatoarele și încărcarea de întreținere a căștilor instalate. Măsurați stările de stocare prevăzute înainte de a atribui pierderea bateriei în sine.

Carcasa și ambele căști se pot încărca în același timp?

Doar atunci când arhitectura de încărcare acceptă acel mod. Validați limitele de intrare, separați curenții bateriei, finalizarea și temperaturile. Acest mod de alimentare externă nu dovedește numărul de reîncărcări autonome al carcasei.

Concluzie

Dimensiunea bateriei carcasei de încărcare TWS este o problemă de buget energetic, nu un raport direct al capacității. Carcasa trebuie să susțină ambele căști prin pierderi reale de încărcare, păstrând în același timp energia pentru propria funcționare.

Definiți o reîncărcare pereche completă, mențineți limitele energetice consistente și măsurați consumul de stocare. Apoi verificați evenimentele finalizate în condițiile aprobate ale bateriei înainte de a îngheța capacitatea sau de a publica o declarație de performanță.

Solicitați o revizuire a bateriei carcasei de încărcare TWS

Planificați o nouă carcasă de încărcare? Distribuiți ținta de reîncărcare asociată, specificațiile căștilor, măsurătorile de energie și dimensiunile pachetului disponibile cu ZENE. Solicitați suport personalizat pentru baterii LiPo pentru a revizui capacitatea, capacitatea curentă, protecția, conectorii și cerințele de eșantionare pentru proiectul dumneavoastră OEM.