你能「听」出数位助听器的不同吗?

助听器是一种小型的穿戴式电子装置，能放大声音以协助听力受损的人。过去的20-30年间，助听(hearing aid)技术一直在不断改善中。例如，相较于更便宜的旧式类比电路型助听器，更精密复杂的新型数位助听器可透过编程放大某些特定频率。

此外，数位助听器还能经由调整以满足佩戴者个人的独特听力需求，协助其适应某些听说环境，还能够编程为专注于来自特定方向的声音。这些功能使助听器比简单的声音放大装置更复杂。

根据美国国家听障和沟通障碍研究院(NIDCD)统计，年龄在18岁及以上的美国成年人(约3,750万人)中就有15%存在某种程度的听力问题。此外，美国国家卫生研究院(NIH)的资料也显示，美国助听器市场的销售量每年平均成长3%-4%，2014年的助听器销量超过300万个。目前，最流行的两种产品类型是耳背式(behind-the-ear;BTE)助听器和耳道式/耳内式接收器(RIC/RITE)助听器。

针对BTE或RIC/RITE型助听器，当今最常见的供电解决方案包括使用非充电式小型锌-空气(Zn-Air)主电池(0.9V至1.25V)。这种电池的化学组成中有极高的体积能量密度，因此可提供很长的运作时间，外形尺寸也很小巧。不过，锌-空气电池不能充电，每隔7到10天，用户就得更换电池。对于手指不灵巧、上了年纪的煺休人士而言，频繁更换放在很小外壳中的小型电池尤其成问题。

相形之下，锂离子电池提供较可接收的运作时间，加上还可以充电，因此不需要频繁更换。然而，目前市场上并没有单晶片的电池充电解决方案。典型的助听器电子电路直接用单节锌-空气电池运作，而锂离子电池的输出电压大约是锌-空气电池的3倍。因此，基于锂离子电池的解决方案需要电池充电器和降压型稳压器来提供正确的电压，以便为助听器ASIC晶片供电。这种多IC解决方案的尺寸相对较大，而且会产生开关杂讯/EMI，这对于敏感的音讯电路而言可能会是个问题。

採用可充电的镍氢金属(NiMH)电池供电是两全其美的解决方案。镍氢电池的电压输出几乎与锌-空气电池相同(因此无需增加降压稳压器)，不仅可充电，而且外形尺寸与标準锌-空气电池相同，因而可实现外形尺寸小的助听器，使其成为一种非常有吸引力的选择。

那么，为什么需要无线充电器呢? 答案很清楚：电池可充电，就无需频繁更换电池了;正如上面提到的，这对于手指不灵巧的人是非常有利的，甚至对于手指仍然灵活操作的人而言，不用频繁更换电池也更方便。无线充电是指无需使用电线或连接器即可进行充电。因此，结合无线充电方法与镍氢电池，可以提供一种坚固、便利的充电解决方案。这种解决方案能够让助听器密封且防水，减少了打开助听器的需要，同时还可保护助听器，因此提高了可靠性和寿命。

表1分别列出上述3种类型电池的优缺点。

无线功率传输

电感式无线功率传输(WPT)系统(如图1所示)由发送器电路、发送线圈、接收线圈和接收器电路组成。接收到的功率取决于许多因素：发送功率、发送(Tx)线圈和接收(Rx)线圈之间的耦合(距离、校準、实体特性与铁氧体等)、附近的无关金属物体以及元件容限等。在无线功率传输系统中，功率是採用交变磁场而发送的。在发送线圈中的交流(AC)电流产生一个磁场。当接收线圈被置于该磁场时，在接收线圈中将会感应一个AC电流。在接收线圈上感应的AC电流是在发送器上施加的AC电流以及发送线圈和接收线圈之间磁耦合的一个函数。採用谐振能够改善整个空气间隙的功率传输距离，其方式是连接谐振电容器与接收线圈，以产生一个调谐频率与发送线圈 AC 电流频率相同的 LC 谐振电路。

图1：无线功率传输系统

气隙

长久以来，建立一个WPT充电系统需要复杂的解决方案：电池充电器、降压型开关稳压器和WPT电路。这种复杂的解决方案往往尺寸很大，也难以设计。

新型无线电源接收器和NiMH电池充电器

解决上述问题的无线电源接收器和充电器解决方案需要具备以下特点：

无线充电：无需频繁更换电池，能够构成密封、防水和更坚固的助听器

单片式解决方案：小型整合式接收器和WPT电路都在同一个IC中

温度补偿充电：能够安全地为镍氢电池充电

锌-空气电池检测：助听器可以用镍氢电池或锌-空气电池供电。可充电的镍氢电池在正常情况下使用，而在用户忘记为镍氢电池充电的紧急情况下，可以安全地插入不可充电的锌-空气电池，因而不至于造成损坏。