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    超級電容模組可對“音樂”手機提供大功率和高質量音頻

    2019-11-25

    超級電容填補了電池和一般電容之間的功率空地,它能供給比電池更高的觸發功率,并能比一般電容存儲更多的能量。超級電容模組可認為峰值功率事件(如GSM/GPRS射頻突發發送、GPS數據讀取、音樂播映、閃光照相和視頻播映)供給所需的觸發功率,然后接受電池的再充電。法拉電容器其優點包含延伸通話時刻、延伸電池壽命、閃光更亮以及音樂質量更佳。設計師還能夠藉此節約空間和本錢,因為他們只需要考慮滿足均勻功耗的電池和電源電路即可,不必重視峰值負載。

    目前的移動電話一般運用D類音頻放大器。這些放大器在一個H橋電路中選用了兩對FET來控制揚聲器線圈。 

    時向相反方向驅動線圈。該電路的電源一般是3.6V的電池。帶立體聲音頻的手機有一對放大器和揚聲器。對8Ω的揚聲器來說,音頻功率= 3.6V2/8Ω = 1.6W,或立體聲時為3.2W。在峰值立體聲音頻功率下的電池電流=3.2W/3.6V = 0.9A。因此這種情況下的音頻播映可能會受到功率約束、失真和干擾的影響。

    引線式雙電層超容.jpg

    問題1:當峰值電池電流超過1A時會發生音頻噪聲/嗡嗡聲,這將在音頻放大器電源電壓上發生顯著的紋波。

    超級電容器生產廠家假如電池組+銜接器+PCB走線的總阻抗等于150mΩ,那么1A的峰值電流將在電源電壓上發生150mV的紋波,1.8A的峰值電流發生270mV的紋波。電源電壓中的這種紋波將給聽者帶來音頻噪聲。GSM/GPRS/EDGE發射時的峰值電流高達1.8A,因此也會發生音頻噪聲,在通話時用戶會聽到217Hz的嗡嗡聲。

    問題2:電池無法同時滿足無線數據發送和音頻放大器發生的峰值功率要求,成果將導致失真。

    當用戶用GSM/GPRS/EDGE手機賞識音樂時,手機電池將無法同時供給峰值音頻電流和峰值射頻發射功率來呼應網絡拜訪。網絡會周期性地拜訪手機以盯梢手機位于哪個蜂窩,并確認手機應該運用的發射功率。這種網絡拜訪期間,在手機呼應時音頻放大器供電可能會下降,此時用戶會聽到一聲“喀噠聲”。不過,電池能夠輕松供給約100mA到200mA的均勻音頻電流。

    焊柱式鈦酸鋰電池.jpg

    問題3:CDMA、GSM&3G手機中有限的音頻功率和差的低聲呼應。

    不論是什么型號的手機,其音頻才能和質量都取決于音頻放大器的輸出功率和揚聲器的阻抗。在典型的手機裝備中,兩個D類放大器均在電池供給的3.6V電源下驅動一對8Ω的揚聲器。如上所述,此時的大音頻功率為3.2W,峰值電池電流為0.9A。成果不論是經過手機的內部揚聲器仍是經過外部銜接的揚聲器/耳機供給的都將是淺陋、低功率的音頻功能,低聲呼應功能非常有限。

    另一種選用法拉電容的電路方案,它能夠處理上述一切問題,并供給四倍的峰值音頻功率。CAP-XX HS206便是一種0.55F、85mΩ的雙單元超級電容,它用于供給峰值功率,電池則供給均勻功率。升壓轉換器將超級電容充電至5V。

    此外,由于射頻發射而在電池電壓上發生的紋波也不會反映到音頻放大器上。這些紋波已被升壓轉換器的線路穩壓電路和超級電容濾除了,從而徹底消除了217Hz的嗡嗡聲。

    引線式鈦酸鋰電池.jpg

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