電動口罩類似新風(fēng)系統(tǒng)，內(nèi)部有一個風(fēng)扇吸入外界空氣，而外界空氣會經(jīng)過濾芯過濾后進(jìn)入內(nèi)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(jìn)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(yīng)用框圖如下所示：

圖 3: BQ24040的典型應(yīng)用框圖

BQ24040是一款高度集成的、專為小空間可攜帶產(chǎn)品而設(shè)計的高精度大電流充電管理芯片。高達(dá)30V的輸入電壓范圍使得電池不但可通過USB進(jìn)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(jìn)行充電。優(yōu)異的性能使得BQ24040廣泛應(yīng)用在智能手表、手環(huán)、藍(lán)牙耳機(jī)、電動口罩等產(chǎn)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(nèi)高達(dá)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(hù)性能；

5.封裝小至2mm*2mm；

電池保護(hù)方案

鋰離子電池的不當(dāng)使用會產(chǎn)生爆炸等安全風(fēng)險，鋰離子電池的保護(hù)對產(chǎn)品的安全性能有著至關(guān)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(hù)芯片。BQ2970提供針對鋰離子/鋰聚合物電池的保護(hù)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(hù)，包括過充保護(hù)、過放保護(hù)、充放電過流保護(hù)、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(yīng)用框圖如下所示：

圖 4: BQ2970參考原理圖

BLDC風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動

電動口罩的良好透氣性源于其內(nèi)部的循環(huán)風(fēng)扇。一款高效靜音的直流無刷風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動將直接影響產(chǎn)品的用戶體驗。DRV10964是一款內(nèi)部集成功率MOSFET的三相無傳感器電機(jī)驅(qū)動器。它是專為高效率，低噪音和外圍器件少的電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用而設(shè)計的。專有無傳感器180°正弦控制方案提供超靜音電機(jī)驅(qū)動性能。DRV10964包含智能鎖檢測功能，結(jié)合其他內(nèi)部保護(hù)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(qū)動芯片的主要特點有：

1. 應(yīng)用簡單，外圍器件少；
2. 無霍爾傳感器180?三相正弦波驅(qū)動，最大支持500mA持續(xù)工作電流；
3.全面的保護(hù)功能：堵轉(zhuǎn)、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(qiáng)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(yīng)用于便攜式設(shè)備。

圖 6: MSP430FR211x的內(nèi)部資源

TI豐富而全面的產(chǎn)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。