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要说AR眼镜目前的技术瓶颈有哪些,电池容量与续航问题绝对排的上号。
受限于AR眼镜的体积,电池容量通常较小,业内普遍的设计也就300mAh左右。即使采用最新的材料、工艺,如硅碳负极、高压体系、异形叠片等,对电池容量的提升也很有限。
那在确保眼镜外观和重量的前提下,是否可以利用结构空间,设计多颗电芯,来进行电池容量扩展,是硬件工程必须要考虑和掌握的。
今天给大家介绍两种常见的双电芯设计方案。
1、两颗电芯相同
这里的相同,主要是指电芯的容量、内阻、电压体系基本一致,当然,同一批开模出来的电芯基本都能保证上述条件。
两颗相同的电芯,在设计上就可以直接并联在一起,共用同一组充放电回路。由于电芯各参数基本一致,因此理论上两颗电芯的充放电电流和容量变化都是一致的,不会出现两颗电芯之间严重倒灌的问题。
长时间运行下,两颗电芯肯定会存在细微差异,但在静态条件下,两颗电芯可以通过相互充放电,来达到新的平衡。
优点:电路简单,成本低,电量计算法常规,和单颗电芯的方案本质上没有区别。另外,两颗电芯的并联,具有更大的带载能力。
缺点:不允许两颗状态差异大的电芯一同组装,需要供应商和产线进行管控。另外,由于电芯之间无法做到绝对的一致,因为两颗电芯之间会存在互充问题,会降低电池寿命。可以通过电芯筛选和路径阻抗匹配等措施尽量减小互充的问题,不过成本又随之增加了。
再者,两颗电芯的一致性,就要求结构给相同的尺寸空间了,目前常规的方案就是镜腿尾部突出一大块,在本人看来真的有点丑,也算是一大缺点了。
2、两颗电芯不同
大小不同的两颗电芯,是不能直接并联在一起的,对于这种情况,就需要使用理想二极管进行切换了,即所谓的“OR-ing应用”。
如下图所示,两颗电芯交替给系统供电,这种OR-ing的方案具有低功耗、低反向漏电流、反向保护等优点,非常适合AR系统的双电芯切换方案。
优点:可以在保证结构和ID美观的前提下,充分利用结构空间,扩展电池容量。电芯之间交替导通,不存在互充的问题。
缺点:每个电芯都需要独自的充电和电量计IC,成本高、软件算法难度偏大。且单颗电芯的带载能力,同等条件下,要差于直接并联的双电芯。
当然,还有其他的一些方案,就不赘述了。本文抛砖引玉,给大家介绍两种最常用的方案,技术细节这里也不多讲了,有需要的朋友,可以通过交流群或者公众号单独咨询我。