TWS為True Wireless Stereo的縮寫,即真正無線立體聲。自蘋果AirPods熱賣以來,TWS耳機已經在市場上占據了一席之地,諸多知名耳機廠商紛紛跟進這一領域。TWS無線藍牙耳機市場持續火爆,用于收納以及充電的耳機充電倉必不可少。蘋果即將在下一代Airpods的耳機充電倉中內置無線充電接收模組,實現無線藍牙+無線充電的“真無線”功能,使用體驗更好。

作為無線充電行業領導者,伏達半導體(NuVolta Technologies Inc.)在無線充電接收端芯片設計和方案開發領域擁有豐富的經驗,1月23日
魅族 zero 真無孔手機18W Super wireless Charge 超級無線快充技術所使用的無線充電接收端芯片
NU1620即來自于上海伏達半導體。

針對耳機充電倉體積小,所使用的小線圈耦合較差的狀況,通過對線圈參數和系統參數的仿真優化,伏達半導體推出了一款最大輸出功率3.5W業內最高效率TWS藍牙耳機專用無線充電接收端方案。針對耳機充電倉形狀和大小的不同,也總結了不同線圈參數的設計方法。

在無線能量傳輸系統中,發射系統通過將交流電流輸入發射線圈來產生磁場。磁場與接收側線圈耦合,產生諧振交流電流。諧振交流電流(AC Current)通過整流橋轉化為直流電壓(VRECT),然后通過一個低跌落電壓的LDO提供穩定可靠的直流電壓給電池Charger。

該方案采用伏達半導體無線充電接收端芯片NU1610,集成了高效率同步整流器和LDO實現最小的功率損耗;可編程的FOD增益和偏移;利用電壓、電流和溫度測量的10位ADC,CLAMP電容和SINK電阻實現標準保護功能,如輸入欠壓閉鎖、短路保護、過電壓保護和熱關機,進一步提高方案的可靠性; 集成32位MCU,滿足各種應用和定制需求,對ASK通信方案、系統保護、狀態報告和錯誤報告可以定制和優化。支持I2C通信接口,內置MTP支持重復燒寫;同時具有WCSP和QFN封裝,其中WCSP 3.05mmx3.05mm為業內最小封裝。

該方案采用LDO輸出架構,以及電池電壓智能跟蹤技術(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的Charger, 從Vrect電壓到電池端電壓的效率實現最優,從而比采用Buck架構的無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耳機充電倉體積較小,大多數情況下都不是正對充電,該方案的優勢更加明顯。
另一方面Buck開關穩壓器電路要用外部電感,體積較大,有些還要使用外部MOS管,占用PCB板面積也相應的會大很多,而LDO電路則很簡單,其外圍電路只需要幾個濾波電容,無論成本還是占用PCB板面積都低于Buck架構。

據悉,支持無線充電的新款AirPods充電盒,有望在2019年第一季度與蘋果AirPower無線充電枕一起發布。下一代Airpods的無線充電技術極有可能不再像Apple Watch那樣做加密處理,而是支持WPC無線充電聯盟的Qi協議。同時最新的三星 galaxy watch 手表上使用了標準的Qi充電,而該方案采用的NU1610早在2018年初就已通過WPC Qi認證,兼容市面上WPC 發射端。
關于伏達半導體
伏達半導體(NuVolta Technologies Inc.)成立于美國硅谷,伏達的創業團隊包括業界頂尖的工程師,主要來自德州儀器,NXP和BCD。具有平均25年的工作經驗以及世界頂級的電源管理芯片設計、集成電路工藝設計、電源系統設計和線圈設計、磁場高精度防真的能力。他們設計的產品和創造的技術曾產生1億美元的銷售。
伏達專注無線充電芯片開發,通過對系統構架,電路以及器件工藝的全面創新,為各種無線充電應用場景提供系統解決方案。伏達半導體致力于無線充電相關知識的推廣,并在微信公眾號開設了伏達學堂,介紹無線充電的方方面面。
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目前該芯片已經批量出貨,該方案也可提供Demo板,有需要的客戶可以與伏達半導體和授權代理商取得聯系。NU1610相關資料獲取詳詢
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