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超级电容模组可对“音乐”手机提供大功率和高质量音频

2019-11-25

超级电容填补了电池和一般电容之间的功率空地,它能供给比电池更高的触发功率,并能比一般电容存储更多的能量。超级电容模组可认为峰值功率事件(如GSM/GPRS射频突发发送、GPS数据读取、音乐播映、闪光照相和视频播映)供给所需的触发功率,然后接受电池的再充电。法拉电容器其优点包含延伸通话时刻、延伸电池寿命、闪光更亮以及音乐质量更佳。设计师还能够藉此节约空间和本钱,因为他们只需要考虑满足均匀功耗的电池和电源电路即可,不必重视峰值负载。

目前的移动电话一般运用D类音频放大器。这些放大器在一个H桥电路中选用了两对FET来控制扬声器线圈。 

时向相反方向驱动线圈。该电路的电源一般是3.6V的电池。带立体声音频的手机有一对放大器和扬声器。对8Ω的扬声器来说,音频功率= 3.6V2/8Ω = 1.6W,或立体声时为3.2W。在峰值立体声音频功率下的电池电流=3.2W/3.6V = 0.9A。因此这种情况下的音频播映可能会受到功率约束、失真和干扰的影响。

引线式双电层超容.jpg

问题1:当峰值电池电流超过1A时会发生音频噪声/嗡嗡声,这将在音频放大器电源电压上发生显着的纹波。

超级电容器生产厂家假如电池组+衔接器+PCB走线的总阻抗等于150mΩ,那么1A的峰值电流将在电源电压上发生150mV的纹波,1.8A的峰值电流发生270mV的纹波。电源电压中的这种纹波将给听者带来音频噪声。GSM/GPRS/EDGE发射时的峰值电流高达1.8A,因此也会发生音频噪声,在通话时用户会听到217Hz的嗡嗡声。

问题2:电池无法同时满足无线数据发送和音频放大器发生的峰值功率要求,成果将导致失真。

当用户用GSM/GPRS/EDGE手机赏识音乐时,手机电池将无法同时供给峰值音频电流和峰值射频发射功率来呼应网络拜访。网络会周期性地拜访手机以盯梢手机位于哪个蜂窝,并确认手机应该运用的发射功率。这种网络拜访期间,在手机呼应时音频放大器供电可能会下降,此时用户会听到一声“喀哒声”。不过,电池能够轻松供给约100mA到200mA的均匀音频电流。

焊柱式钛酸锂电池.jpg

问题3:CDMA、GSM&3G手机中有限的音频功率和差的低声呼应。

不论是什么型号的手机,其音频才能和质量都取决于音频放大器的输出功率和扬声器的阻抗。在典型的手机装备中,两个D类放大器均在电池供给的3.6V电源下驱动一对8Ω的扬声器。如上所述,此时的大音频功率为3.2W,峰值电池电流为0.9A。成果不论是经过手机的内部扬声器仍是经过外部衔接的扬声器/耳机供给的都将是浅陋、低功率的音频功能,低声呼应功能非常有限。

另一种选用法拉电容的电路方案,它能够处理上述一切问题,并供给四倍的峰值音频功率。CAP-XX HS206便是一种0.55F、85mΩ的双单元超级电容,它用于供给峰值功率,电池则供给均匀功率。升压转换器将超级电容充电至5V。

此外,由于射频发射而在电池电压上发生的纹波也不会反映到音频放大器上。这些纹波已被升压转换器的线路稳压电路和超级电容滤除了,从而彻底消除了217Hz的嗡嗡声。

引线式钛酸锂电池.jpg

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