近年來，TWS(真正的無線立體聲)在耳機市場迅速崛起。現在，當用戶使用流媒體設備時，他們不必擔心耳機線的纏繞。真正的無線耳機是基於藍牙的無線耳機，其左右聲道被分成兩個獨立的個體，並且彼此配對。儘管這種創新的設計消除了用戶用電線連接手機或其他設備的需要，但它給耳機製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工作時間，耳機必須位於充電盒中的正確位置，並且在充電過程中能夠有效充電。一種經濟有效的方法是使用電流檢測放大器來監控耳塞的充電，並使用霍爾開關來打開和關閉無線充電盒並放置耳塞，以便在該應用場景中最大化電池充電效率和電池壽命，並改善用戶體驗。
TWS的電池容量通常不到100毫安時。因此，為了保護和精確充電這些小容量電池，我們需要更精確的電流測量。傳統的電池充電器和電錶在監控較大電池(如充電盒中的電池)的電流方面表現良好，但在監控較低電流方面通常表現不佳。
霍爾元件在藍牙耳機中的應用特殊的電流檢測放大器在測量小電流時更精確。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)，您可以使用這些放大器的輸出，根據寫入MCU或PMIC的算法來監控和測量電池使用情況和電池壽命。
在無線耳塞充電盒中放置兩個小電流檢測放大器(如INA216)，可以實現高精度的充電電流測量。或者，如果優先考慮解決方案尺寸，建議使用單個雙電流檢測放大器，如INA2180。
如果精度不是一個重要的考慮因素，並且如果電流分布是相等的，那麼一個電流傳感器可以監控兩個耳塞的充電。雙向電流檢測放大器，如INA191或INA210，可以放置在耳塞中，以實現充電和測量功能。無論您使用哪種拓撲，這些設備都能更好地保護電池，因為即使是很小的電流變化也會影響電池的使用壽命。
霍爾效應傳感器的設計
TWS的新功能是專注於充電和創新。充電盒蓋的打開和關閉可以用來打開或關閉藍牙連接，進出盒檢測可以判斷是否停止充電和是否對左右耳。其他傳感器技術可能無法通過適當的靈敏度經濟有效地實現這些功能，因此選擇適當的傳感器非常重要。
霍爾效應傳感器可以很好地應用於檢測充電盒蓋和耳塞的充電情況。由於磁鐵已被用於關閉充電蓋，很明顯，使用霍爾效應開關形式的磁感應解決方案來檢測充電蓋是一種無需額外部件即可連接/斷開藍牙的解決方案。此外，在耳塞中放置磁鐵是一種有效的充電方法，可以檢測充電盒中耳塞的存在。
選擇合適的數字霍爾效應傳感器以確保低頻/低功耗非常重要。推薦使用DH251/DH254/DH627等產品。
確定充電狀態和檢測充電盒蓋對於使用小容量電池和無線連接耳塞都至關重要。電流感測放大器和霍爾效應傳感器為那些試圖圍繞這些新特性和挑戰進行設計的人提供了解決方案。