【導讀】電動口罩類似新風系統(tǒng)，內部有一個風扇吸入外界空氣，而外界空氣會經過濾芯過濾后進入內部，用來解決長時間佩戴口罩的憋悶問題。同時，循環(huán)換氣功能也能讓即戴眼鏡也佩口罩時鏡片起霧問題得到改善。因此佩戴電動口罩，舒適性可以大大提高。
圖 1: 不同形式的口罩
TI針對電動口罩市場，提供了一整套完整的解決方案。常見電動口罩的系統(tǒng)框圖如下所示：
圖2: 電動口罩系統(tǒng)框圖
鋰離子電池充電解決方案
電動口罩通常采用單串小型鋰離子電池供電，通過USB 接口對電池進行充電。針對此類系統(tǒng)配置，TI提供了高精度專用充電管理芯片BQ24040，典型應用框圖如下所示：
圖 3: BQ24040的典型應用框圖
BQ24040是一款高度集成的、專為小空間可攜帶產品而設計的高精度大電流充電管理芯片。高達30V的輸入電壓范圍使得電池不但可通過USB進行充電，還可以通過各種低成本的適配器對其安全充電而不會損壞。最大1A充電電流可以滿足用戶快速進行充電。優(yōu)異的性能使得BQ24040廣泛應用在智能手表、手環(huán)、藍牙耳機、電動口罩等產品中。
BQ24040有如下特點：
1.低至10mA的精確充電電流控制；
2.全溫度范圍內高達1%的充電電壓精度可顯著延長電池壽命；
3.集成電池溫度監(jiān)測功能；
4.全面安全防護性能；
5.封裝小至2mm*2mm；
電池保護方案
鋰離子電池的不當使用會產生爆炸等安全風險，鋰離子電池的保護對產品的安全性能有著至關重要的作用。針對單串低電壓鋰離子電池，TI推出了BQ2970低成本專用保護芯片。BQ2970提供針對鋰離子/鋰聚合物電池的保護功能，并且監(jiān)控外部功率MOSFET，以便在高充放電電流時提供保護，包括過充保護、過放保護、充放電過流保護、短路檢測。在正常模式運行中消耗的電流只有4µA，減少了電池的電量消耗。尺寸只有1.5mm*1.5mm*0.75mm，有利于減小電池包的體積。BQ2970的典型應用框圖如下所示：
圖 4: BQ2970參考原理圖
BLDC風扇電機驅動
電動口罩的良好透氣性源于其內部的循環(huán)風扇。一款高效靜音的直流無刷風扇電機驅動將直接影響產品的用戶體驗。DRV10964是一款內部集成功率MOSFET的三相無傳感器電機驅動器。它是專為高效率，低噪音和外圍器件少的電機驅動應用而設計的。專有無傳感器180°正弦控制方案提供超靜音電機驅動性能。DRV10964包含智能鎖檢測功能，結合其他內部保護電路，確保安全運行。DRV10964采用熱效率高的10針USON封裝，帶有外露的熱墊。
圖 5: DRV10964參考原理圖
該款驅動芯片的主要特點有：
1. 應用簡單，外圍器件少；
2. 無霍爾傳感器180?三相正弦波驅動，最大支持500mA持續(xù)工作電流；
3.全面的保護功能：堵轉、過流、過壓、欠壓、過熱等；
4.超低靜態(tài)電流，低至15uA；
5.封裝小至3mm*3mm；
主控方案
MSP430FR211x系列是TI針對超低功耗、低成本的 MCU推出的具有強大功能的16位 RISC CPU，提供2KB~4KB的 FRAM 和1KB的SRAM。串行接口有UART和IrDA或SPI，集成了6位DAC和8通道10位ADC，具有12個GPIO口，其低功耗的優(yōu)點和QFN24(3*3mm)的封裝極適合應用于便攜式設備。
圖 6: MSP430FR211x的內部資源
TI豐富而全面的產品為用戶提供了一站式的系統(tǒng)解決方案，可以極大地縮短電動口罩的研發(fā)上市時間，讓我們攜起手來，讓呼吸變得更加健康和安全。
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