基于 Richtek RT9527A Charger+ RT9426 的 Guage 电量计之 TWS无线蓝芽耳机方案

TWS耳机电池的使用方式与智能型手机的差异，造成了使用者对于使用时间上的估测困难，一般使用者对于智能型手机的使用有一定认知，屏幕越大的手机电池越大，耗电也越快，连续观赏影片、拍照、上网约4 ~ 6小时没电，大约使用一整天便需要充电，然而对于使用TWS耳机则不然，TWS耳机电池容量小，用户也没有对于TWS耳机听音乐、接听电话的可使用时间与待机时间长短的概念，甚至左右两耳的电池电量 (SOC) 与健康状态 (SOH) 是不同的，会造成使用者对于可使用时间与充电时机的掌握失准，带来困扰，总结以上TWS耳机电池广泛的充电与放电范围，加上两耳电池不同的状态，若是没有精准的电量计告知使用者电池电量状态，势必对使用者的使用经验造成不良的影响。

一组TWS耳机包含了三颗电池，一颗在充电盒中，两颗在左右耳机本体中，这些电池不仅特性不同，电池容量也相对较小，在充电电流小的环境下, 需要透过 Charger + 电量计更精准的电压与电流量测与准确的电量计算，才能提供充电 与用户正确的电量信息，告知用户剩余的使用时间，决定何时使用与充电，以提供使用者良好的使用体验，同时，精确的电量计算也能将电池的能量完整的释放，延长电池的使用时间。

一般再准确的充电 IC, 电压侦测都会有一定的Tolerance , IEOC 也大约是50mA step降低, 这会使得电池充电离截止电流还有一段距离时便停止充电, 意即电池尚未充饱就停止了. 此动作会降低电池寿命.  Richtek 推出适合TWS使用的 RT9527A 充电IC 与 RT9426 电量计, 俩者相甫相乘可以提供精确的充电截止电流, 可以让锂电池充的更饱却又不超过截止电压, 进而增进电池使用时间。

RT9527A 是一个线性充电IC, 外部电阻可以精确调整充电电流,若再加上 RT9426 精确电量计配合, 外部是使用侦测电阻侦测电流, 精密度可以达到 1mA 等级, 可以让不同TWS所使用容量不一的锂电池充电电流整更具弹性。

另外在没有使用高精度电量计的耳机产品：在长时间使用后电池势必会老化，不准确的电量计算会造成充电盒或是耳机在充电时无法显示100%满充的状况，另外也会造成0%电量与放电截止电压不匹配的情形，使电池能量无法完整释放，或是造成电量未显示0%以前，因为电压过低而无法使用产品。RT9426拥有精准的电压量测 (±7.5mV)与电流量测 (±1%)，可对TWS小型电池从长时间待机到重度负载放电这样广泛的电池负载范围作精准的测量，并藉由VGCS算法，对于满充、放光、静置、电池自放电，皆有平稳、连续不跳变的计算，提供了准确的电量 (SOC) 与健康状态 (SOH)，对于电池的状态有极佳的掌控，不会遇到上述的问题造成使用者不佳的使用体验。

RT9527A 提供了Pre-charge ,fase charge and Constant Voltage mode. UVP and OVP 保护 , WDFN package 封装。

RT9426提供了精准的±7.5mV电压量测误差与±1%的电流量测误差，最佳可达1%的电量计算误差，WL-CSP的超小封装与最低仅需1*Sense Resistor, 1*Capacitor的外部电路设计且全时运行模式14μA、休眠模式5μA的极低功耗可供35mAh的TWS耳机待机长达10个月，完美的符合TWS的设计需求。

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►RT9426 量测 tool , 可透过 sparrow board I2C 界面读取电池充电, 温度, 电流资讯

►核心技术优势

RT9426 电量计 :

· 可应用于系统端的电量计

·  借由专利的VoltaicGaugeTM with Current Sensing Compensation (VGCS) 演算技术计算电量 (SOC)

·  支援高边和低边电流量测与2.5 ~ 20mΩ的检测电阻范围，降低电路板的阻抗与热累积效应

·  支援内部温度量测与外部电池温度量测

完整电池状态监测资讯：

·  电量 (SOC), 健康状态 (SOH), 循环次数 (Cycle Count), 满充容量 (FCC), 预估放电时间 (Time To Empty) ..etc.

·  异常状态中断警告：过低过高电压警告 (UV, OV), 过温警告 (OT), 低电量与电量变化 (US, SC), 电池插拔警告

·  超低功耗：Active : 14μA / Sleep : 3 ~ 7μA (optional) / Shutdown : 0.5μA

·  最少的外部元件：1μF x 1, RS x 1, NTC x 1 (optional)

RT9527A 充电IC

· 可调式充电电流

· 充电 / Power Good指示

· UVP / OVP 保护

· 可调式安全充电时间

· WDFN package

►方案规格

RT9426 电量计

· Power consumption : Active : 14uA , sleep mode : 3 ~ 7 uA , shutdown mode : 0.5uA

· Voltage measurement resolution : 1mV

· Accuracy : +/-7.5mV

· Current measurement resolution : 1mA

· Accuracy : 1%

· Temperature measurement : -40 ~ 85度C

· Accuracy : +/-3度C

·  芯片封装： WLCSP-9B 2.29x1.74 (BSC) / Pitch 0.5mm

RT9527A 充电IC

· Vin to max. 28V

· 支持 Pre- charge mode

· 支持 CC / CV mode

· 可调式充电电流 Range : 10 ~ 600mA

· EOC电流为 CC mode电流的 1/10