此前,充電頭網(wǎng)分享了《商機(jī):這個(gè)無(wú)線充市場(chǎng)體量?jī)H次于手機(jī),位居第二!》、《TWS藍(lán)牙耳機(jī)大爆發(fā):13大原廠推出17款無(wú)線充電盒芯片》,在無(wú)線充電以及TWS藍(lán)牙耳機(jī)從業(yè)小伙伴朋友圈廣泛傳閱,數(shù)萬(wàn)工程師閱讀。

TWS無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)市場(chǎng)持續(xù)火爆,用于收納以及充電的耳機(jī)充電倉(cāng)必不可少。蘋果在Airpods二代的耳機(jī)充電倉(cāng)中新增無(wú)線充電功能,實(shí)現(xiàn)無(wú)線藍(lán)牙+無(wú)線充電的“真無(wú)線”功能,使用體驗(yàn)更好,被認(rèn)為是TWS耳機(jī)的終極形態(tài)。

TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒雖然是耳機(jī)附件,但是它的作用至關(guān)重要,由于耳機(jī)盒設(shè)計(jì)比較精致,體積較小,導(dǎo)致電池容量不高,需要長(zhǎng)途物流、靜默擱置,所以超低自放電是一項(xiàng)硬性指標(biāo)。除此之外耳機(jī)盒電源芯片高集成度、安全性、性價(jià)比等也是工程師關(guān)注的重要方向。

下面我們將從TWS耳機(jī)無(wú)線充電盒內(nèi)部構(gòu)造、TWS充電盒電源管理芯片案例、TWS充電盒無(wú)線充電芯片案例等方面進(jìn)行深度介紹,給大家全面解析如何設(shè)計(jì)一款優(yōu)秀的TWS藍(lán)牙耳機(jī)無(wú)線充電盒。

一、TWS耳機(jī)無(wú)線充電盒內(nèi)部構(gòu)造

TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)由兩只沒(méi)有線纜,相互獨(dú)立的耳機(jī)和一個(gè)為它們充電的耳機(jī)無(wú)線充電盒組成。

在現(xiàn)今技術(shù)中,TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)的充電方式基本上都是由耳機(jī)充電盒進(jìn)行充電,一方面是因?yàn)槎鷻C(jī)小巧的內(nèi)部無(wú)法容納更大的電池,另一方面是充電插座和其它元件都會(huì)占用更大的空間。

1、電源PCBA

TWS耳機(jī)充電盒里面的電源PCBA主要有兩大用途,既要負(fù)責(zé)充電盒內(nèi)部電池充電,還需要負(fù)責(zé)充電盒內(nèi)部電池升壓輸出為耳機(jī)充電。此外還肩負(fù)安全防護(hù),防止內(nèi)置鋰電池過(guò)充、過(guò)放、短路、過(guò)流等保護(hù)功能。

首先,控制外部電源給TWS耳機(jī)電池盒充電,將外部充電器電量充入鋰離子電池。這里的外部充電器主要為5V的充電器,如常見(jiàn)的手機(jī)適配器,接口為MicroUSB或USB-C,然后降壓轉(zhuǎn)化為鋰離子電池所需的4.2V電壓進(jìn)行充電,此外還有4.3V或4.35V多個(gè)規(guī)格。充電芯片有分為線性和開(kāi)關(guān)兩種,其中開(kāi)關(guān)充電效率高、發(fā)熱低,是目前主流的充電方式。

其次,TWS耳機(jī)電池盒電源PCBA還需要對(duì)外給TWS藍(lán)牙耳機(jī)供電,這時(shí)又會(huì)將鋰離子電池升壓為5V,然后輸出給耳機(jī),耳機(jī)通過(guò)內(nèi)部的充電電路完成對(duì)內(nèi)置電池的充電。如此一來(lái),當(dāng)TWS耳機(jī)需要用電的時(shí)候,就可以放回充電盒自動(dòng)補(bǔ)充電量。

充電盒升壓芯片也分為同步和非同步兩種,其中同步架構(gòu)的效率高、發(fā)熱低,非同步整流效率低一些,和移動(dòng)電源的道理是一樣的。

要實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電功能,需要電源管理+無(wú)線接收二合一模組,或者在現(xiàn)有TWS耳機(jī)盒PCBA基礎(chǔ)上GND 直接外掛獨(dú)立無(wú)線接收。

2、無(wú)線充接收線圈

無(wú)線充電線圈,是TWS耳機(jī)無(wú)線充電盒實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電接收功能的重要組件之一。一般采用多股細(xì)漆包線并繞,底下為隔磁片。

TWS耳機(jī)充電倉(cāng)體積小,所使用的小線圈耦合較差的狀況,廠商會(huì)對(duì)線圈參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化。

3、電池

據(jù)我愛(ài)音頻網(wǎng)拆解,TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒經(jīng)常使用的電池有兩大類,聚合物電池和圓柱電池。

最為常見(jiàn)的是鋰離子聚合物電池,這個(gè)在業(yè)內(nèi)又稱為軟包電池,這類電池跟手機(jī)上使用的一樣。常見(jiàn)的形態(tài)都為方塊狀,由于電池尺寸可以靈活定制,適合設(shè)計(jì)小巧、輕薄的電池盒。

除此之外,18650電池也有在充電盒中也有大量使用。這類電芯直徑為18mm,長(zhǎng)度為65mm,外觀酷似圓柱體,因此業(yè)內(nèi)也叫圓柱電池。18650電池是行業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn),適合大規(guī)模批量制造,因此在很多行業(yè)都有大量采用,包括大名鼎鼎的特斯拉電動(dòng)車。

18650電池的單體容量從2000mAh-3500mAh都有,可選的容量段豐富,用于TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒可給耳機(jī)提供更多續(xù)航時(shí)長(zhǎng)。但是其體積比較大,用于設(shè)計(jì)TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒會(huì)略厚。

4、外殼

TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒的外殼腔體用于固定、保護(hù)內(nèi)部耳機(jī)、電路、電池,屬于非常精密的結(jié)構(gòu)部件。從圖片上可見(jiàn),里面內(nèi)置了眾多骨架和扣位,一方面起到加強(qiáng)殼體強(qiáng)度,另外做到嚴(yán)絲合縫。此外,有的電池盒還預(yù)留了暗埋磁鐵的槽位,用于翻蓋自動(dòng)吸附,以及耳機(jī)收納時(shí)固定。

5、頂針

TWS充電盒中的金屬觸點(diǎn),英文名為Pogo Pin,這個(gè)章節(jié)我們來(lái)聊關(guān)于頂針的設(shè)計(jì)。有些廠商是將其單獨(dú)放在一個(gè)小板上,大多數(shù)還是直接在主板上板載頂針。在TWS耳機(jī)充電盒上,我們有見(jiàn)過(guò)多種規(guī)格的頂針,有2根、3根、5根等等。通過(guò)查閱我愛(ài)音頻網(wǎng)拆解報(bào)告可見(jiàn),頂針使用具有規(guī)律性,整體分為兩根針和三根及更多針。那么這么多頂針?lè)謩e是什么用途呢?

1)兩根頂針

兩根頂針的設(shè)計(jì)是面前市面上最為常見(jiàn)的,這個(gè)設(shè)計(jì)可以滿足TWS耳機(jī)充電剛需。兩個(gè)頂針?lè)謩e為正極和負(fù)極,用于將TWS充電盒電池倉(cāng)的電量輸送給耳機(jī)。這樣一來(lái),如將TWS作為通話藍(lán)牙耳機(jī)使用時(shí),一只耳機(jī)在工作,另一只耳機(jī)可以放入充電倉(cāng)補(bǔ)充電量;如此循環(huán)使用,可以滿足超長(zhǎng)續(xù)航需求。

2)三根頂針

三根頂針的設(shè)計(jì)也比較常見(jiàn)。對(duì)于方案設(shè)計(jì),用于耳機(jī)盒跟耳機(jī)通訊,耳機(jī)盒知道耳機(jī)的充電狀態(tài)、對(duì)碼、了解耳機(jī)狀況。對(duì)于產(chǎn)線測(cè)試,可以配合耳機(jī)盒上的MicroUSB/USB-C接口,配合自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備,來(lái)測(cè)試耳機(jī)的綜合指標(biāo)。

?3)五根頂針

而五根頂針的這種設(shè)計(jì),兼顧了以上兩種用途,還具備更多功能。這類設(shè)計(jì)在高端的TWS藍(lán)牙耳機(jī)才能看到,比較少見(jiàn)。除了具備三根頂針的方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)線測(cè)試等需求外,還可用于耳機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸、耳機(jī)固件升級(jí)等功能。

二、TWS充電盒電源管理芯片有哪些

通過(guò)我愛(ài)音頻網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn),TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒內(nèi)部構(gòu)造是一個(gè)小容量的充電寶,包含了充放電電路、保護(hù)電路、電池三部分。相比充電寶電路而言,對(duì)小電流輸出效率和靜態(tài)低功耗的控制顯得格外重要。

不少電源芯片原廠基于原有的產(chǎn)品線做下升級(jí),就能應(yīng)用到這類產(chǎn)品當(dāng)中。目前這塊市場(chǎng)的被以下品牌占據(jù),如鈺泰、英集芯、德州儀器、思遠(yuǎn)、矽力杰等都有爆款解決方案。

我們整理了部分TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒典型應(yīng)用案例,資料如下。

據(jù)我愛(ài)音頻網(wǎng)統(tǒng)計(jì),目前共有7大主流充電盒電源IC廠商,20款主流電源IC。接下來(lái)我們帶大家一起了解目前市面上主要幾款TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)的充電盒電源管理IC(按品牌名稱首字母排序)。

1、ETAsolutions鈺泰

ETAsolutions鈺泰半導(dǎo)體,是國(guó)內(nèi)知名電源管理設(shè)計(jì)公司。其優(yōu)秀的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)自Maxim頂尖設(shè)計(jì)人員獨(dú)立創(chuàng)業(yè),專注于DC/DC 技術(shù)領(lǐng)域。公司創(chuàng)立于2008年,于香港和上海兩地注冊(cè),在上海張江高科技園區(qū)設(shè)有研發(fā)及運(yùn)營(yíng)中心。 鈺泰科技于2009年率先推出業(yè)內(nèi)第一款同步升壓/降壓IC,成功地在中國(guó)的電源市場(chǎng)占有一席之地。

1)ETAsolutions鈺泰ETA6884

ETAsolutions鈺泰ETA6884充放電三合一電源管理IC。這是上海鈺泰最新推出的單芯片方案,其采用了全新的架構(gòu),高達(dá)20V的輸入耐壓,開(kāi)放的端口定義,2.4A輸出能力,以滿足不同工程師的應(yīng)用要求。不僅如此,其充分開(kāi)放了應(yīng)用工程師所需的端口,全新的產(chǎn)品風(fēng)格和充放電路徑翻轉(zhuǎn)功能,三態(tài)EN控制,精準(zhǔn)電量顯示。

2)ETAsolutions鈺泰ETA9638

ETAsolutions鈺泰ETA9638是一顆通用的、集成了鋰電池充電和USB-OTG升壓、輸出能力達(dá)5V/1A的PMU。可廣泛用于平板電腦、MiFi、移動(dòng)電源等使用鋰電池作為電源又需要USB接口對(duì)外供電的電子系統(tǒng)中。

另外,針對(duì)移動(dòng)電源應(yīng)用,ETA9638無(wú)需外圍搭配MOSFET、DW01、肖特基等器件,解決了一個(gè)移動(dòng)電源的幾乎所有需求,極大的降低了系統(tǒng)總成本,并提升系統(tǒng)廠商的生產(chǎn)效率。

3)鈺泰ETA9640

鈺泰ETA9640是一個(gè)高集成度電源管理單元,它含有一個(gè)高效的同步升壓變換器和一個(gè)線性電池充電器功能。在鋰電池輸入條件下,升壓電路可提供高達(dá) 5V-1A 的輸出能力,而充電器能從 AC 適配器獲得 1A 的充電能力。

在停機(jī)狀態(tài)下,短路時(shí),或者其他不可靠的情況發(fā)生時(shí),升壓電路會(huì)自動(dòng)關(guān)斷輸入至輸出的環(huán)路。這不僅省略了一個(gè)外部的 MOSFET,并且這個(gè)控制環(huán)路為芯片在各種過(guò)載情況下,提供了可靠的保護(hù)能力。

4) 鈺泰ETA9697

鈺泰半導(dǎo)體最新推出了一款藍(lán)牙耳機(jī)充電倉(cāng)方案ETA9697,主打低功耗、高耐壓兩大特色。

據(jù)了解,鈺泰ETA9697是一款新型的充放二合一藍(lán)牙充電倉(cāng)解決方案,芯片功耗低至1μA,官方宣稱支持16V耐壓,實(shí)際耐壓可達(dá)20V。該芯片采用ESOP8封裝,外圍電路簡(jiǎn)潔,非常適合體積小巧的藍(lán)牙耳機(jī)充電倉(cāng)。

2、INJOINIC英集芯

英集芯科技有限公司是一家專注于高性能、高品質(zhì)的數(shù)模混合集成電路芯片研發(fā)和銷售的IC設(shè)計(jì)公司。其優(yōu)秀的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)自世界知名大型IC設(shè)計(jì)公司,擁有10年以上先進(jìn)的數(shù)模混合芯片的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。英集芯科技在電源管理,電池管理,無(wú)線信號(hào)處理和高性能音頻信號(hào)處理等領(lǐng)域有獨(dú)特技術(shù)。

1)INJOINIC英集芯IP5305

IP5305這是INJOINIC英集芯專門為TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒設(shè)計(jì)的電源管理芯片,可監(jiān)測(cè)到5mA級(jí)別電流,是一款集成升壓轉(zhuǎn)換器、鋰電池充電管理、電池電量指示的多功能電源SOC。IP5305支持1A同步升壓轉(zhuǎn)換,1.2A同步開(kāi)關(guān)充電,升壓效率高達(dá)91%,充電效率高達(dá)93%,并且內(nèi)置電源管理路徑,支持邊充邊放。

具備輸出過(guò)流、過(guò)壓、短路保護(hù),輸入支持過(guò)壓、過(guò)充、過(guò)放保護(hù),整機(jī)具有過(guò)溫保護(hù)等。該芯片具有高集成度與豐富的功能,使用時(shí)僅需少量的外圍器件,可有效減小整體方案的尺寸,降低BOM成本。

3、LPS微源半導(dǎo)體

微源半導(dǎo)體是世界領(lǐng)先的模擬芯片設(shè)計(jì)公司,持續(xù)專注于電源管理芯片領(lǐng)域,分布在美國(guó),中國(guó)臺(tái)灣,中國(guó)大陸的研發(fā)中心,分布在全球的銷售中心致力于為客戶提供完整的電源管理解決方案和技術(shù)服務(wù)。

1)微源半導(dǎo)體LP7800

微源半導(dǎo)體LP7800 TWS耳機(jī)倉(cāng)專用芯片,內(nèi)置30V過(guò)壓保護(hù)OVP充電,95%高效率升壓,15uA超低待機(jī)功耗,可調(diào)型高精度負(fù)載電流檢測(cè)。DFN超小封裝,無(wú)外圍器件,負(fù)載自動(dòng)識(shí)別。

2)微源半導(dǎo)體LP28300

微源半導(dǎo)體LP28300無(wú)線充電型TWS耳機(jī)充電芯片,支持快充,24V高壓輸入,能量都會(huì)充入電池,同步降壓開(kāi)關(guān)式充電高達(dá)94%以上效率,DFN超小封裝。

4、Maxim美信

美信半導(dǎo)體是MaximIntegrated的中文名,是半導(dǎo)體制造供應(yīng)商,成立于1983年。公司總部在美國(guó)加州。2001年,Maxim并購(gòu)了Dallas Semiconductor。Maxim的使命是提供極具創(chuàng)新的模擬和混合信號(hào)解決方案,為客戶的產(chǎn)品提供增值服務(wù)。公司在歐洲、亞洲、美國(guó)建立分支機(jī)構(gòu),在中國(guó)的辦事處有北京、上海、深圳三處。

1)Maxim美信MAX77650

Maxim美信MAX77650 PMIC,具有一路升降壓和三路穩(wěn)壓輸出,且輸出電壓可編程,并可對(duì)電池充電。提供高度集成電池充電和電源方案,用于尺寸和效率至關(guān)重要的低功耗可穿戴應(yīng)用。具有SIMO升/降壓調(diào)節(jié)器,提供三路獨(dú)立可編程電源軌,采用單電感,最大程度減小方案尺寸。150mA LDO提供紋波抑制,適用于音頻和其它對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用。

5、SG Micro圣邦微

SG Micro圣邦微電子是一家專注于高性能、高品質(zhì)模擬集成電路研發(fā)和銷售的半導(dǎo)體公司。圣邦微的技術(shù)團(tuán)隊(duì)由行業(yè)的國(guó)際資深專家組成,他們擁有先進(jìn)的模擬集成電路設(shè)計(jì)能力,豐富的工藝、生產(chǎn)、測(cè)試的管理經(jīng)驗(yàn)及一套完整的可靠性測(cè)試流程。圣邦微產(chǎn)品高達(dá)16大類1000多款,全部符合歐盟RoHS標(biāo)準(zhǔn)和綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。它的通用模擬IC產(chǎn)品性能優(yōu)良、品質(zhì)卓越,達(dá)到國(guó)際一流廠商的先進(jìn)水平,部分產(chǎn)品性能更是遙遙領(lǐng)先國(guó)際水準(zhǔn)。

1)SG Micro圣邦微SGM40561

SG Micro圣邦威SGM40561高壓輸入單節(jié)鋰離子電池充電芯片,最高輸入耐壓30V,有效防止浪涌損壞。支持4.2/4.3/4.35V鋰電池或者聚合物鋰電池充電。無(wú)需外部防反接二極管,提供節(jié)省空間的TDFN-2×2-8L封裝,得益于超小體積,在TWS耳機(jī)盒中使用廣泛。

6、Silergy矽力杰

Silergy矽力杰股份有限公司成立于2008年2月,總部位于美國(guó)硅谷Sunnyvale,國(guó)內(nèi)目前設(shè)有杭州、西安、南京、上海、廈門、北京、成都等研發(fā)中心,銷售團(tuán)隊(duì)以深圳為核心,分布于華南、華東、華北各地。 矽力杰一直致力于高功率密度高效率電源芯片的研發(fā),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、通訊電子類設(shè)備、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。

1)Silergy矽力杰SY6918B

Silergy矽力杰SY6918B是一顆高效率雙向升降壓?jiǎn)涡酒蔀橹髁麟娮釉O(shè)備充電,輸入輸出均為5V 1A。其內(nèi)部集成功率開(kāi)關(guān)管,功率路徑管理,外圍元件簡(jiǎn)潔。它不僅適用于大電流高效率的應(yīng)用場(chǎng)合,還能支持小電流充電模式,是一款性價(jià)比非常高的TWS藍(lán)牙耳機(jī)充電盒主控。

7、TI德州儀器

TI美國(guó)德州儀器公司,是世界上最大的模擬電路技術(shù)部件制造商,全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體跨國(guó)公司,以開(kāi)發(fā)、制造、銷售半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)技術(shù)聞名于世,主要從事創(chuàng)新型數(shù)字信號(hào)處理與模擬電路方面的研究、制造和銷售。除半導(dǎo)體業(yè)務(wù)外,還提供包括傳感與控制、教育產(chǎn)品和數(shù)字光源處理解決方案。德州儀器(TI)總部位于美國(guó)德克薩斯州的達(dá)拉斯,并在25多個(gè)國(guó)家設(shè)有制造、設(shè)計(jì)或銷售機(jī)構(gòu)。

1)TI德州儀器BQ21040

TI德州儀器BQ21040是一款0.8A、單輸入、單節(jié)鋰離子和鋰聚合物電池充電芯片。面向空間受限類便攜式應(yīng)用的高度集成鋰離子和鋰聚合物線性 電池充電器的理想選擇。此器件可由一個(gè) USB 端口或交流適配器供電運(yùn)行。具有輸入過(guò)壓保護(hù)的高輸入電壓范圍支持低成本、未穩(wěn)壓的適配器。

2)TI德州儀器BQ24073

TI德州儀器BQ24073路徑管理充電IC,這顆芯片輸出電壓最高為4.4V,通過(guò)USB端口或交流適配器運(yùn)行,最高支持1.5A 的充電電流。它在輸入電壓范圍內(nèi)具有輸入電壓保護(hù)功能,因此支持非穩(wěn)壓適配器。

3)TI德州儀器BQ24232H

TI德州儀器BQ24232H是高度集成的鋰離子線性充電器和系統(tǒng)電源路徑管理IC,可由一個(gè) USB 端口或交流適配器供電運(yùn)行并支持 25mA 至 500mA 的充電電流。具有輸入過(guò)壓保護(hù)功能的高輸入電壓范圍支持低成本、未穩(wěn)壓的適配器。

4)TI德州儀器BQ25120

TIBQ25120 是一款高度集成的電池充電管理IC,集成了可穿戴設(shè)備的最常用功能:線性充電器、穩(wěn)壓輸出、負(fù)載開(kāi)關(guān)、通過(guò)計(jì)時(shí)器手動(dòng)復(fù)位以及電池電壓監(jiān)測(cè)。該集成降壓轉(zhuǎn)換器是一款具有低 IQ 的高效率開(kāi)關(guān),其采用 DCS 控制技術(shù),可進(jìn)一步提升輕載效率,負(fù)載電流可低至 10μA。

運(yùn)行和關(guān)斷期間的低靜態(tài)電流有助于延長(zhǎng)電池壽命。該器件支持 5mA 至 300mA的充電電流。輸入電流限制、充電電流、降壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓、LDO 輸出電壓等參數(shù)均可通過(guò) I2C 接口進(jìn)行編程。

此外,TI德州儀器還推出了BQ25120升級(jí)版BQ25150,這顆芯片電流從BQ25120的300mA提升到500mA。

8、TPS思遠(yuǎn)半導(dǎo)體

深圳市思遠(yuǎn)半導(dǎo)體有限公司,成立于2011年,是一家開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)模混合 信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。 以“服務(wù)、品質(zhì)、創(chuàng)新、共贏”為核心理念,為客戶提供全方位、優(yōu)質(zhì)的電池管理系統(tǒng)級(jí)芯片解決方案。

1)TPS思遠(yuǎn)半導(dǎo)體SY7628/SY7629

TPS思遠(yuǎn)半導(dǎo)體SY7628/SY7629是一款專為小容量鋰電池充電/放電應(yīng)用設(shè)計(jì)的單芯片解決方案IC,集成了充電電流0.5A(可訂制0.25A、1A版本)的開(kāi)關(guān)充電管理模塊,最大放電電流1.2A的同步升壓放電管理模塊,內(nèi)置功率MOS。這套電池供電系統(tǒng),廣泛應(yīng)用在藍(lán)牙設(shè)備中。

SY7628/SY7629充電電流可調(diào),同步升壓效率高,靜態(tài)功耗低,提高電池使用壽命。集成了電池電量檢測(cè)、LED電量顯示模塊及按鍵功能模塊,針對(duì)小容量鋰電池(鋰離子或鋰聚合物)的應(yīng)用,提供簡(jiǎn)單易用的解決方案。

三、TWS耳機(jī)無(wú)線充電盒芯片有哪些

今年年初的時(shí)候我們報(bào)過(guò)市面支持無(wú)線充電的TWS耳機(jī)熱門品牌,不到3個(gè)月的時(shí)間,這一數(shù)量幾乎翻倍,13家熱門品牌推出了搭載無(wú)線充電的TWS耳機(jī):包括蘋果、三星、萬(wàn)魔、B&O、用維、大康、海威特、榮耀、華為、小鳥(niǎo)音響、魅族、魔浪、Rowkin等。當(dāng)然這還只是熱門品牌,市面支持無(wú)線充的TWS耳機(jī)真實(shí)數(shù)量遠(yuǎn)超這一數(shù)字。

據(jù)充電頭網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì),市面支持無(wú)線充電的TWS耳機(jī),其所采用的無(wú)線充電接收芯片的品牌原廠主要包括:聯(lián)智、酷珀微電子、易沖、勁芯微、凌通、IDT、美芯晟、新捷、伏達(dá)、瀚為矽科、意法半導(dǎo)體、德州儀器、紫光同芯等。

以下文章順序,按照品牌英文名由A到Z的規(guī)則排列。

1、Celfras 聯(lián)智

典型芯片:聯(lián)智 CWR500

聯(lián)智TWS無(wú)線充電接收模組

搭載聯(lián)智CWR500的TWS藍(lán)牙耳機(jī)專用無(wú)線充電接收模組,可實(shí)現(xiàn)有線無(wú)線切換,具備電池充電功能。作為無(wú)線充電接收IC,聯(lián)智CWR500可提供高達(dá)5W無(wú)線充電功率。

據(jù)悉,多家品牌搭載聯(lián)智CWR500無(wú)線充電接收芯片的TWS耳機(jī)產(chǎn)品即將面世,很快就會(huì)和大家見(jiàn)面。

2、COPO酷珀微電子

典型芯片:酷珀微電子 CP2021、CP2031
產(chǎn)品案例:海威特 / 魔浪 / 用維TWS藍(lán)牙耳機(jī)

為了應(yīng)對(duì)TWS耳機(jī)市場(chǎng)不斷變化的應(yīng)用需求,南京酷珀微電子重拳出擊,適時(shí)推出兩款高集成度的Qi無(wú)線充電接收端SoC芯片CP2021和CP2031,該系列芯片均采用4.0mmx4.0mm 24-Pin QFN封裝,是迄今為止面積最小,引腳最少的國(guó)產(chǎn)無(wú)線充電接收端SoC芯片:

CP2021是一款2.5W高集成度無(wú)線充電接收芯片,CP2031則是一款5W無(wú)線功充電接收芯片。尤其適合TWS耳機(jī)充電倉(cāng)等各類小功率智能設(shè)備。

酷珀微電子無(wú)線充電接收方案已被應(yīng)用在市面多款TWS耳機(jī)上:海威特 / 魔浪 / 用維TWS藍(lán)牙耳機(jī)等。其中HAVIT海威特TWS藍(lán)牙耳機(jī)內(nèi)置酷珀微電子無(wú)線充接收芯片方案,已通過(guò)WPC Qi認(rèn)證,安全穩(wěn)定性有保證,能很好的兼容Qi發(fā)射端。

3、CP 易沖半導(dǎo)體

典型芯片:易沖 EC3016、EC3028A
產(chǎn)品案例:魅族POP真無(wú)線藍(lán)牙運(yùn)動(dòng)耳機(jī)

魅族POP是一款支持無(wú)線充電的完全版TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī),它在音質(zhì)、充電方式、藍(lán)牙連接上就下足了功夫。
同時(shí),魅族POP真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)也是第一款帶有USB Type-C接口和無(wú)線充電功能的TWS真無(wú)線耳機(jī),化繁為簡(jiǎn),為用戶帶來(lái)了更舒適方便的體驗(yàn)。值得一提的是,它還是全球首款通過(guò)無(wú)線充電Qi認(rèn)證的TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)。

經(jīng)充電頭網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn),魅族POP真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)無(wú)線充電盒采用的是CPS易沖無(wú)線無(wú)線充電接收芯片,型號(hào)EC3016。這是一顆高集成接收芯片,支持WPC V1.2標(biāo)準(zhǔn),并可實(shí)現(xiàn)高達(dá)15W無(wú)線電能傳輸。

今年,易沖繼續(xù)發(fā)力TWS耳機(jī)無(wú)線充市場(chǎng),帶來(lái)EC3028A無(wú)線充電接收方案,是一款5W多模無(wú)線充電接收器。易沖EC3028A無(wú)線充方案優(yōu)勢(shì)明顯,IC配置靈活且性價(jià)比更優(yōu),產(chǎn)品設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化且效率更高,易過(guò)Qi認(rèn)證。

4、CVS 勁芯微

典型芯片:勁芯微 CV8013、CV8010
產(chǎn)品案例:Dacom大康K6H真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)

Dacom大康K6H產(chǎn)品主要特色是舒適佩戴體驗(yàn),高品質(zhì)高性價(jià)比。耳機(jī)續(xù)航時(shí)間長(zhǎng),電池倉(cāng)自帶充電線,充電方便。充電盒采用了鋰聚合物電池,耳機(jī)支持藍(lán)牙 V4.2。

它不僅是一款 TWS 真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī),還支持無(wú)線充電,兼容Qi協(xié)議。它有著超長(zhǎng)續(xù)航、超小迷你、智能充電、輕松入耳的特性。

關(guān)于無(wú)線充電部分,經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn),它采用的是Chipvision勁芯微 CV8013N 5W高效率無(wú)線電源接收解決方案。

CV8013是一款業(yè)界領(lǐng)先的可同時(shí)支持WPC1.1標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電接收器SoC芯片。CV8013內(nèi)置了效率高達(dá)95%的全同步整流電路,以及效率高達(dá)96%的后級(jí)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換電路,可單片實(shí)現(xiàn)非接觸式無(wú)線充電接收端方案。芯片最高輸入電壓可達(dá)20V,最大輸出電流可達(dá)1A以上,輸出電壓可在4.5V至9V之間可編程調(diào)整,滿足了不同應(yīng)用的需要。

CV8010 是一款業(yè)界領(lǐng)先的集成無(wú)線充電接收端及鋰電池充電管理功能的 SoC 芯片,兼容 WPC Qi v1.2通訊控制標(biāo)準(zhǔn)。CV8010 內(nèi)置了效率高達(dá) 93%的全同步整流電路,以及后級(jí)恒壓恒流充電管理電路,可實(shí)現(xiàn)非接觸式無(wú)線充電接收及電池充電管理單芯片解決方案。內(nèi)部動(dòng)態(tài)整流電壓控制降低后級(jí)充電電路的壓降,顯著改善了系統(tǒng)效率。CV8010 可實(shí)現(xiàn)鋰電池(Li-ion/Li-polymer)充電的恒流/恒壓模式控制;及直接 5V 恒壓輸出模式。

5、Generalplus 凌通

典型芯片:凌通 GPMQ8102A
產(chǎn)品案例:Rowkin Ascent Charge+真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)

Rowkin品牌Ascent Charge真無(wú)線藍(lán)牙5.0耳機(jī),采用人體工程學(xué)設(shè)計(jì),該產(chǎn)品的充電收納盒兼容Qi無(wú)線充電器,支持雙向USB-C,甚至可用作移動(dòng)電源為您的其他設(shè)備充電。無(wú)線充電部分,它采用的是凌通GPMQ8102A無(wú)線充電接收方案。

凌通TWS無(wú)線充電接收模組

GPMQ8102A為凌通科技推出的TWS 無(wú)線充電接收方案,最大輸出功率為4W,特點(diǎn)為體積小、效率高、元件少。同時(shí)支持有線及無(wú)線可切換的功能,可輕易的將產(chǎn)品設(shè)計(jì)到TWS的空間里,達(dá)到無(wú)線充電的功能。

6、IDT 艾迪悌

典型芯片:IDT P9221
產(chǎn)品案例:華為FreeBuds 2 Pro、榮耀FlyPods真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)

近期,華為發(fā)布了全新的支持HWA標(biāo)準(zhǔn)的TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)HUAWEI華為 FreeBuds 2 Pro,是一款支持無(wú)線充電的真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)。配合華為Mate 20 Pro的反向無(wú)線充電技術(shù),可實(shí)現(xiàn)手機(jī)為耳機(jī)進(jìn)行充電的“黑科技”功能。
榮耀品牌也推出有一款FlyPods真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī),與華為這款僅有外形顏色和Logo的區(qū)別,內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致。

華為FreeBuds 2 Pro耳機(jī)無(wú)線充電盒,以及榮耀FlyPods,均采用IDT P9221無(wú)線充Rx接收芯片方案,是高度集成WPC-1.2.2兼容的15W無(wú)線電源接收器,可帶來(lái)更便捷的充電體驗(yàn)。

7、Maxic 美芯晟

典型芯片:美芯晟 MT5715

美芯晟MT5715是一款最高可達(dá)20W的單芯片方案,兼容WPC1.2.X標(biāo)準(zhǔn),支持Power Sharing,可同時(shí)支持Tx和Rx功能。支持20V1A輸出,可編程控制的輸出電壓和電流,支持WPC最新的BPP和EPP要求,具備自適應(yīng)同步整流器控制,以及獨(dú)特的過(guò)壓保護(hù)。

美芯晟TWS無(wú)線充電接收模組

根據(jù)美芯晟MT5715開(kāi)發(fā)的一款TWS耳機(jī)專用無(wú)線充電接收模組,這個(gè)模塊的特點(diǎn)是:5V足1A,最大支持10W,支持有線無(wú)線切換,溫升不超過(guò)10度,價(jià)格具備競(jìng)爭(zhēng)力。
除此之外,目前正在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新的10*10模塊,這個(gè)模塊的特點(diǎn)是:尺寸10*10.8mm,5V足1A輸出,最大支持15W;使用簡(jiǎn)單的外圍器件實(shí)現(xiàn)有線無(wú)線切換;溫升不超過(guò)15度,價(jià)格具備競(jìng)爭(zhēng)力;可以通過(guò)IIC設(shè)置3-15V輸出電壓,精度0.1V/檔;可以自定義升降壓協(xié)議;可以自定義manufacture ID;可以通過(guò)IIC讀設(shè)備的ID、型號(hào)、輸出電壓、輸出電流、最大限流、工作頻率;多種狀態(tài)的中斷信號(hào)輸出;可通過(guò)IIC控制輸出的打開(kāi)與關(guān)閉;可提供5V/10mA電壓源輸出。據(jù)悉,對(duì)應(yīng)的無(wú)線充電TWS耳機(jī)成品隨后也會(huì)面市。

8、NewEdge新捷

典型芯片:NE6053

NE6053是一款5W高度集成的符合WPC標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電接收IC,適用于便攜式應(yīng)用。NE6053集成了高效同步全橋整流器,輸出在發(fā)送前由LDO調(diào)節(jié)。它還實(shí)現(xiàn)了用于調(diào)制負(fù)載的控制電路,以便在功率傳輸狀態(tài)期間向發(fā)射端發(fā)送符合WPC的消息,以進(jìn)行連接建立和功率控制。

NE6053芯片可做限流可調(diào)功能,給2.5W或5W小功率設(shè)備無(wú)線充。

9、NuVolta 伏達(dá)

典型芯片:伏達(dá) NU1610

伏達(dá)TWS無(wú)線充電接收模組

伏達(dá)無(wú)線充電接收方案在市面上應(yīng)用廣泛,一度打入知名手機(jī)供應(yīng)鏈。前不久,魅族zero真無(wú)孔手機(jī)發(fā)布,它所搭載的18W Super Wireless Charge超級(jí)無(wú)線快充技術(shù)一時(shí)刷爆全網(wǎng),據(jù)了解,這款明星機(jī)型采用的正是來(lái)自上海伏達(dá)半導(dǎo)體的無(wú)線充電接收方案。除了手機(jī)領(lǐng)域,伏達(dá)還瞄準(zhǔn)了無(wú)線充電TWS耳機(jī)市場(chǎng)。
針對(duì)耳機(jī)充電倉(cāng)體積小,所使用的小線圈耦合較差的狀況,通過(guò)對(duì)線圈參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)的仿真優(yōu)化,伏達(dá)半導(dǎo)體推出了一款最大輸出功率3.5W業(yè)內(nèi)最高效率TWS藍(lán)牙耳機(jī)專用無(wú)線充電接收端方案NU1610。該方案采用LDO輸出架構(gòu),以及電池電壓智能跟蹤技術(shù)(BVST, Battery Voltage Smart Tracking),輸出電壓可以有效地跟蹤電池電壓,Vrect電壓可以有效地跟蹤輸出電壓,使得電池輸入端可以采用Linear Charger, 從Vrect電壓到電池端電壓的效率實(shí)現(xiàn)最優(yōu),從而比采用Buck架構(gòu)的無(wú)線充電接受端方案高了近10% 的效率,這意味著充電速度更快,充電時(shí)溫升更低從而安全性更高;在偏置耦合較弱的情況下效率仍能高于70%,考慮到TWS耳機(jī)充電倉(cāng)體積較小,大多數(shù)情況下都不是正對(duì)充電,該方案的優(yōu)勢(shì)更加明顯。

該方案采用伏達(dá)半導(dǎo)體無(wú)線充電接收端芯片NU1610,集成了高效率同步整流器和LDO實(shí)現(xiàn)最小的功率損耗;該方案采用的NU1610早在2018年初就已通過(guò)WPC Qi認(rèn)證,兼容市面上WPC發(fā)射端。內(nèi)置伏達(dá)NU1610的TWS耳機(jī)產(chǎn)品即將面世,稍后就會(huì)和大家見(jiàn)面。

10、Semic瀚為矽科

典型芯片:CS4978

CS4978是一款最高功率5W,符合Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電接收芯片。

CS4978評(píng)估板是一款高性能的評(píng)估板,使用無(wú)線充電聯(lián)盟(WPC)E1型接收線圈,兼容Qi的發(fā)射器。評(píng)估板使用雙層板,板上有LED指示燈和一個(gè)Qi標(biāo)準(zhǔn)接收端線圈。特點(diǎn)包括:符合WPC 1.2通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),高效率,低電磁輻射,外圍應(yīng)用簡(jiǎn)單,支持過(guò)壓保護(hù)、帶功率測(cè)量FOD端,片內(nèi)集成高性能8位微控制器,同步整流動(dòng)態(tài)調(diào)整,支持充電指示,帶外部電源充電控制,封裝形式為QFN24。

對(duì)于其他型號(hào)的線圈或特殊距離和負(fù)載要求,可根據(jù)客戶需求,靈活定制客戶需要的系統(tǒng)。

11、ST意法半導(dǎo)體

典型芯片型號(hào):STWLC33JR

STWLC33感應(yīng)式無(wú)線電源接收器采用Qi 1.2和AirFuel感應(yīng)式無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。該款電源接收器可切換為發(fā)射器模式以為另一臺(tái)接收器供電。STWLC33感應(yīng)式無(wú)線電源接收器設(shè)有集成的高效率同步整流器、低壓差線性穩(wěn)壓器以及輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路。典型應(yīng)用包括手機(jī)、移動(dòng)電源、導(dǎo)航系統(tǒng)以及可穿戴設(shè)備。

上圖是基于Qi的2.5 W無(wú)線功率接收器評(píng)估板,基于STWLC33,輸出功率高達(dá)2.5W,適用于可穿戴應(yīng)用。

12、TI德州儀器

典型芯片:BQ51013B、BQ51020

德州儀器兩款5W無(wú)線充電接收芯片:BQ51013B、BQ51020。德州儀器 (TI) 宣布推出尺寸比其上一代接收器芯片小 80% 的新一代無(wú)線電源技術(shù),該高集成微型器件可幫助設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)有及便攜式消費(fèi)類設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)用無(wú)線充電技術(shù),充分滿足智能手機(jī)、游戲系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)以及醫(yī)療與工業(yè)設(shè)備等需求。

BQ51013B 接收器集成電路 (IC) 通過(guò)小型 1.9 毫米 x 3 毫米 WCSP 封裝將電壓調(diào)節(jié)與全面無(wú)線電源控制技術(shù)進(jìn)行了完美整合。該電路既支持高達(dá) 5 W 的輸出電源,可實(shí)現(xiàn)效率達(dá) 93% 的 AC/DC 電源轉(zhuǎn)換,又是接收器線圈與系統(tǒng)之間所需的 IC。  

高度集成的高效率無(wú)線電源接收器?IC?在單一器件中整合了全橋同步整流、電壓調(diào)節(jié)以及無(wú)線電源控制技術(shù)。

BQ51020是一款5W (WPC) 單芯片無(wú)線電源接收器。bq5102x 器件是一款全封閉無(wú)線電源接收器,此接收器能夠在 WPC v1.1 協(xié)議下運(yùn)行,這使得無(wú)線電源系統(tǒng)在與 Qi 感應(yīng)發(fā)射器一同使用時(shí)能夠向系統(tǒng)傳送高達(dá) 5W 的功率。 bq5102x 器件提供針對(duì)這 WPC 技術(shù)規(guī)格的單個(gè)器件功率轉(zhuǎn)換(整流和穩(wěn)壓),以及數(shù)字控制和通信。 借助市場(chǎng)領(lǐng)先的效率和可調(diào)輸出電壓,bq5102x 器件可實(shí)現(xiàn)獨(dú)一無(wú)二的效率和系統(tǒng)優(yōu)化。

13、TMC紫光同芯

典型芯片:紫光同芯 THP9110

紫光同芯 THP9110是一款高轉(zhuǎn)換效率、高度集成的無(wú)線充電接收器IC,與WPC1.2.4(Qi)兼容。該芯片內(nèi)部集成了高效同步整流電路和LDO電路,能夠提供穩(wěn)定5W輸出功率,最大輸出電流1A,轉(zhuǎn)換效率高達(dá)92%。該芯片具備完備的過(guò)壓、過(guò)溫、過(guò)流保護(hù)機(jī)制、FOD異物檢測(cè),以及I2C通訊接口。THP9110提供5毫米x 5毫米的QFN40包裝,配合極少的外圍器件可以提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的無(wú)線充電接收端解決方案。

THP9110 5W無(wú)線充電接收方案,在性能,轉(zhuǎn)換效率,可靠性,認(rèn)證,產(chǎn)能等各方面具備顯著優(yōu)勢(shì)。THP9110 集成度高,BOM成本低,十分適合目前熱門的TWS耳機(jī)以及其他小功率電子產(chǎn)品。

該產(chǎn)品目前已經(jīng)推向市場(chǎng),已有許多客戶開(kāi)始開(kāi)發(fā)測(cè)試。

四、充電頭網(wǎng)總結(jié)

在蘋果的帶動(dòng)下,無(wú)線充電和TWS結(jié)合,給二者各自的市場(chǎng)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

由蘋果通過(guò)AirPods開(kāi)辟的這個(gè)廣大的TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)市場(chǎng),催生了一系列配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其是在無(wú)線充電盒這一塊,幾乎是將我們常用的無(wú)線充電背夾小型化了,在設(shè)計(jì)方面也有跡可循。

市面上每一款優(yōu)秀的TWS真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)都采用充電盒充電,而每一款優(yōu)秀的無(wú)線充電盒也離不開(kāi)精心設(shè)計(jì)的充電方案。電源管理芯片確保提供充足的電能,無(wú)線充電接收芯片則是無(wú)線充電功能的核心性能保證,為TWS無(wú)線充電盒的正常穩(wěn)定工作提供保障。