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如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机无线充电盒?看完秒懂
来源: | 作者:pmo403b5c | 发布时间: 2018-05-16 | 829 次浏览 | 分享到:
如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机无线充电盒

如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机无线充电盒?看完秒懂

 2018-05-09发布在

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大发体育国际官网 TWS无线蓝牙耳机市场持续火爆,必不可少。苹果在Airpods二代的耳机充电仓中,实现无线蓝牙+无线充电的“真无线”功能,使用体验更好,被认为是TWS耳机的终极形态。

TWS蓝牙耳机充电盒虽然是耳机附件,但是它的作用至关重要,由于耳机盒设计比较精致,体积较小,导致电池容量不高,需要长途物流、静默搁置,所以超低自放电是一项硬性指标。除此之外耳机盒电源芯片高集成度、安全性、性价比等也是工程师关注的重要方向。

下面我们将从TWS耳机无线充电盒内部构造、TWS充电盒电源管理芯片案例、TWS充电盒无线充电芯片案例等方面进行深度介绍,给大家全面解析如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机无线充电盒。

一、TWS耳机无线充电盒内部构造

TWS真无线蓝牙耳机由两只没有线缆,相互独立的耳机和一个为它们充电的耳机无线充电盒组成。

在现今技术中,TWS真无线蓝牙耳机的充电方式基本上都是由耳机充电盒进行充电,一方面是因为耳机小巧的内部无法容纳更大的电池,另一方面是充电插座和其它元件都会占用更大的空间。

大发体育国际官网 1、电源PCBA

大发体育国际官网 TWS耳机充电盒里面的电源PCBA主要有两大用途,既要负责充电盒内部电池充电,还需要负责充电盒内部电池升压输出为耳机充电。此外还肩负安全防护,防止内置锂电池过充、过放、短路、过流等保护功能。

首先,控制外部电源给TWS耳机电池盒充电,将外部充电器电量充入锂离子电池。这里的外部充电器主要为5V的充电器,如常见的手机适配器,接口为MicroUSB或USB-C,然后降压转化为锂离子电池所需的4.2V电压进行充电,此外还有4.3V或4.35V多个规格。充电芯片有分为线性和开关两种,其中开关充电效率高、发热低,是目前主流的充电方式。

大发体育国际官网 其次,TWS耳机电池盒电源PCBA还需要对外给TWS蓝牙耳机供电,这时又会将锂离子电池升压为5V,然后输出给耳机,耳机通过内部的充电电路完成对内置电池的充电。如此一来,当TWS耳机需要用电的时候,就可以放回充电盒自动补充电量。

充电盒升压芯片也分为同步和非同步两种,其中同步架构的效率高、发热低,非同步整流效率低一些,和移动电源的道理是一样的。

大发体育国际官网 要实现无线充电功能,需要电源管理+无线接收二合一模组,或者在现有TWS耳机盒PCBA基础上GND 直接外挂独立无线接收。

大发体育国际官网 2、无线充接收线圈

无线充电线圈,是TWS耳机无线充电盒实现无线充电接收功能的重要组件之一。一般采用多股细漆包线并绕,底下为隔磁片。

TWS耳机充电仓体积小,所使用的小线圈耦合较差的状况,厂商会对线圈参数和系统参数进行仿真优化。

3、电池

大发体育国际官网 据我爱音频网拆解,TWS蓝牙耳机充电盒经常使用的电池有两大类,聚合物电池和圆柱电池。

大发体育国际官网 最为常见的是锂离子聚合物电池,这个在业内又称为软包电池,这类电池跟手机上使用的一样。常见的形态都为方块状,由于电池尺寸可以灵活定制,适合设计小巧、轻薄的电池盒。

除此之外,18650电池也有在充电盒中也有大量使用。这类电芯直径为18mm,长度为65mm,外观酷似圆柱体,因此业内也叫圆柱电池。18650电池是行业的通用标准,适合大规模批量制造,因此在很多行业都有大量采用,包括大名鼎鼎的特斯拉电动车。

大发体育国际官网 18650电池的单体容量从2000mAh-3500mAh都有,可选的容量段丰富,用于TWS蓝牙耳机充电盒可给耳机提供更多续航时长。但是其体积比较大,用于设计TWS蓝牙耳机充电盒会略厚。

4、外壳

大发体育国际官网 TWS蓝牙耳机充电盒的外壳腔体用于固定、保护内部耳机、电路、电池,属于非常精密的结构部件。从图片上可见,里面内置了众多骨架和扣位,一方面起到加强壳体强度,另外做到严丝合缝。此外,有的电池盒还预留了暗埋磁铁的槽位,用于翻盖自动吸附,以及耳机收纳时固定。

5、顶针

TWS充电盒中的金属触点,英文名为Pogo Pin,这个章节我们来聊关于顶针的设计。有些厂商是将其单独放在一个小板上,大多数还是直接在主板上板载顶针。在TWS耳机充电盒上,我们有见过多种规格的顶针,有2根、3根、5根等等。通过查阅我爱音频网拆解报告可见,顶针使用具有规律性,整体分为两根针和三根及更多针。那么这么多顶针分别是什么用途呢?

1)两根顶针

两根顶针的设计是面前市面上最为常见的,这个设计可以满足TWS耳机充电刚需。两个顶针分别为正极和负极,用于将TWS充电盒电池仓的电量输送给耳机。这样一来,如将TWS作为通话蓝牙耳机使用时,一只耳机在工作,另一只耳机可以放入充电仓补充电量;如此循环使用,可以满足超长续航需求。

2)三根顶针

三根顶针的设计也比较常见。对于方案设计,用于耳机盒跟耳机通讯,耳机盒知道耳机的充电状态、对码、了解耳机状况。对于产线测试,可以配合耳机盒上的MicroUSB/USB-C接口,配合自动化测试设备,来测试耳机的综合指标。

3)五根顶针

而五根顶针的这种设计,兼顾了以上两种用途,还具备更多功能。这类设计在高端的TWS蓝牙耳机才能看到,比较少见。除了具备三根顶针的方案设计、产线测试等需求外,还可用于耳机内部存储的数据传输、耳机固件升级等功能。

二、TWS充电盒电源管理芯片有哪些

通过我爱音频网拆解发现,TWS蓝牙耳机充电盒内部构造是一个小容量的充电宝,包含了充放电电路、保护电路、电池三部分。相比充电宝电路而言,对小电流输出效率和静态低功耗的控制显得格外重要。

不少电源芯片原厂基于原有的产品线做下升级,就能应用到这类产品当中。目前这块市场的被以下品牌占据,如钰泰、英集芯、德州仪器、思远、矽力杰等都有爆款解决方案。

我们整理了部分TWS蓝牙耳机充电盒典型应用案例,资料如下。

据我爱音频网统计,目前共有7大主流充电盒电源IC厂商,20款主流电源IC。接下来我们带大家一起了解目前市面上主要几款TWS真无线蓝牙耳机的充电盒电源管理IC(按品牌名称首字母排序)。

1、ETAsolutions钰泰

大发体育国际官网 ETAsolutions钰泰半导体,是国内知名电源管理设计公司。其优秀的设计团队来自Maxim顶尖设计人员独立创业,专注于DC/DC 技术领域。公司创立于2008年,于香港和上海两地注册,在上海张江高科技园区设有研发及运营中心。 钰泰科技于2009年率先推出业内第一款同步升压/降压IC,成功地在中国的电源市场占有一席之地。

1)ETAsolutions钰泰ETA6884

ETAsolutions钰泰ETA6884充放电三合一电源管理IC。这是上海钰泰最新推出的单芯片方案,其采用了全新的架构,高达20V的输入耐压,开放的端口定义,2.4A输出能力,以满足不同工程师的应用要求。不仅如此,其充分开放了应用工程师所需的端口,全新的产品风格和充放电路径翻转功能,三态EN控制,精准电量显示。

2)ETAsolutions钰泰ETA9638

ETAsolutions钰泰ETA9638是一颗通用的、集成了锂电池充电和USB-OTG升压、输出能力达5V/1A的PMU。可广泛用于平板电脑、MiFi、移动电源等使用锂电池作为电源又需要USB接口对外供电的电子系统中。

大发体育国际官网 另外,针对移动电源应用,ETA9638无需外围搭配MOSFET、DW01、肖特基等器件,解决了一个移动电源的几乎所有需求,极大的降低了系统总成本,并提升系统厂商的生产效率。

3)钰泰ETA9640

大发体育国际官网 钰泰ETA9640是一个高集成度电源管理单元,它含有一个高效的同步升压变换器和一个线性电池充电器功能。在锂电池输入条件下,升压电路可提供高达 5V-1A 的输出能力,而充电器能从 AC 适配器获得 1A 的充电能力。

大发体育国际官网 在停机状态下,短路时,或者其他不可靠的情况发生时,升压电路会自动关断输入至输出的环路。这不仅省略了一个外部的 MOSFET,并且这个控制环路为芯片在各种过载情况下,提供了可靠的保护能力。

大发体育国际官网 4) 钰泰ETA9697

钰泰半导体最新推出了一款蓝牙耳机充电仓方案ETA9697,主打低功耗、高耐压两大特色。

据了解,钰泰ETA9697是一款新型的充放二合一蓝牙充电仓解决方案,芯片功耗低至1μA,官方宣称支持16V耐压,实际耐压可达20V。该芯片采用ESOP8封装,外围电路简洁,非常适合体积小巧的蓝牙耳机充电仓。

2、INJOINIC英集芯

大发体育国际官网 英集芯科技有限公司是一家专注于高性能、高品质的数模混合集成电路芯片研发和销售的IC设计公司。其优秀的设计团队来自世界知名大型IC设计公司,拥有10年以上先进的数模混合芯片的设计、生产和测试技术经验。英集芯科技在电源管理,电池管理,无线信号处理和高性能音频信号处理等领域有独特技术。

1)INJOINIC英集芯IP5305

IP5305这是INJOINIC英集芯专门为TWS蓝牙耳机充电盒设计的电源管理芯片,可监测到5mA级别电流,是一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源SOC。IP5305支持1A同步升压转换,1.2A同步开关充电,升压效率高达91%,充电效率高达93%,并且内置电源管理路径,支持边充边放。

具备输出过流、过压、短路保护,输入支持过压、过充、过放保护,整机具有过温保护等。该芯片具有高集成度与丰富的功能,使用时仅需少量的外围器件,可有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。

3、LPS微源半导体

大发体育国际官网 微源半导体是世界领先的模拟芯片设计公司,持续专注于电源管理芯片领域,分布在美国,中国台湾,中国大陆的研发中心,分布在全球的销售中心致力于为客户提供完整的电源管理解决方案和技术服务。

1)微源半导体LP7800

微源半导体LP7800 TWS耳机仓专用芯片,内置30V过压保护OVP充电,95%高效率升压,15uA超低待机功耗,可调型高精度负载电流检测。DFN超小封装,无外围器件,负载自动识别。

大发体育国际官网 2)微源半导体LP28300

大发体育国际官网 微源半导体LP28300无线充电型TWS耳机充电芯片,支持快充,24V高压输入,能量都会充入电池,同步降压开关式充电高达94%以上效率,DFN超小封装。

大发体育国际官网 4、Maxim美信

大发体育国际官网 美信半导体是MaximIntegrated的中文名,是半导体制造供应商,成立于1983年。公司总部在美国加州。2001年,Maxim并购了Dallas Semiconductor。Maxim的使命是提供极具创新的模拟和混合信号解决方案,为客户的产品提供增值服务。公司在欧洲、亚洲、美国建立分支机构,在中国的办事处有北京、上海、深圳三处。

大发体育国际官网 1)Maxim美信MAX77650

Maxim美信MAX77650 PMIC,具有一路升降压和三路稳压输出,且输出电压可编程,并可对电池充电。提供高度集成电池充电和电源方案,用于尺寸和效率至关重要的低功耗可穿戴应用。具有SIMO升/降压调节器,提供三路独立可编程电源轨,采用单电感,最大程度减小方案尺寸。150mA LDO提供纹波抑制,适用于音频和其它对噪声敏感的应用。

5、SG Micro圣邦微

大发体育国际官网 SG Micro圣邦微电子是一家专注于高性能、高品质模拟集成电路研发和销售的半导体公司。圣邦微的技术团队由行业的国际资深专家组成,他们拥有先进的模拟集成电路设计能力,丰富的工艺、生产、测试的管理经验及一套完整的可靠性测试流程。圣邦微产品高达16大类1000多款,全部符合欧盟RoHS标准和绿色环保标准。它的通用模拟IC产品性能优良、品质卓越,达到国际一流厂商的先进水平,部分产品性能更是遥遥领先国际水准。

1)SG Micro圣邦微SGM40561

大发体育国际官网 SG Micro圣邦威SGM40561高压输入单节锂离子电池充电芯片,最高输入耐压30V,有效防止浪涌损坏。支持4.2/4.3/4.35V锂电池或者聚合物锂电池充电。无需外部防反接二极管,提供节省空间的TDFN-2×2-8L封装,得益于超小体积,在TWS耳机盒中使用广泛。

6、Silergy矽力杰

Silergy矽力杰股份有限公司成立于2008年2月,总部位于美国硅谷Sunnyvale,国内目前设有杭州、西安、南京、上海、厦门、北京、成都等研发中心,销售团队以深圳为核心,分布于华南、华东、华北各地。 矽力杰一直致力于高功率密度高效率电源芯片的研发,产品广泛应用于消费电子、通讯电子类设备、计算机等领域。

大发体育国际官网 1)Silergy矽力杰SY6918B

Silergy矽力杰SY6918B是一颗高效率双向升降压单芯片,可为主流电子设备充电,输入输出均为5V 1A。其内部集成功率开关管,功率路径管理,外围元件简洁。它不仅适用于大电流高效率的应用场合,还能支持小电流充电模式,是一款性价比非常高的TWS蓝牙耳机充电盒主控。

7、TI德州仪器

TI美国德州仪器公司,是世界上最大的模拟电路技术部件制造商,全球领先的半导体跨国公司,以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世,主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。除半导体业务外,还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。德州仪器(TI)总部位于美国德克萨斯州的达拉斯,并在25多个国家设有制造、设计或销售机构。

大发体育国际官网 1)TI德州仪器BQ21040

大发体育国际官网 TI德州仪器BQ21040是一款0.8A、单输入、单节锂离子和锂聚合物电池充电芯片。面向空间受限类便携式应用的高度集成锂离子和锂聚合物线性 电池充电器的理想选择。此器件可由一个 USB 端口或交流适配器供电运行。具有输入过压保护的高输入电压范围支持低成本、未稳压的适配器。

2)TI德州仪器BQ24073

大发体育国际官网 TI德州仪器BQ24073路径管理充电IC,这颗芯片输出电压最高为4.4V,通过USB端口或交流适配器运行,最高支持1.5A 的充电电流。它在输入电压范围内具有输入电压保护功能,因此支持非稳压适配器。

3)TI德州仪器BQ24232H

TI德州仪器BQ24232H是高度集成的锂离子线性充电器和系统电源路径管理IC,可由一个 USB 端口或交流适配器供电运行并支持 25mA 至 500mA 的充电电流。具有输入过压保护功能的高输入电压范围支持低成本、未稳压的适配器。

4)TI德州仪器BQ25120

TIBQ25120 是一款高度集成的电池充电管理IC,集成了可穿戴设备的最常用功能:线性充电器、稳压输出、负载开关、通过计时器手动复位以及电池电压监测。该集成降压转换器是一款具有低 IQ 的高效率开关,其采用 DCS 控制技术,可进一步提升轻载效率,负载电流可低至 10µA。

运行和关断期间的低静态电流有助于延长电池寿命。该器件支持 5mA 至 300mA的充电电流。输入电流限制、充电电流、降压转换器输出电压、LDO 输出电压等参数均可通过 I2C 接口进行编程。

此外,TI德州仪器还推出了BQ25120升级版BQ25150,这颗芯片电流从BQ25120的300mA提升到500mA。

8、TPS思远半导体

深圳市思远半导体有限公司,成立于2011年,是一家开发具有自主知识产权的数模混合 信号集成电路设计企业。 以“服务、品质、创新、共赢”为核心理念,为客户提供全方位、优质的电池管理系统级芯片解决方案。

大发体育国际官网 1)TPS思远半导体SY7628/SY7629

大发体育国际官网 TPS思远半导体SY7628/SY7629是一款专为小容量锂电池充电/放电应用设计的单芯片解决方案IC,集成了充电电流0.5A(可订制0.25A、1A版本)的开关充电管理模块,最大放电电流1.2A的同步升压放电管理模块,内置功率MOS。这套电池供电系统,广泛应用在蓝牙设备中。

大发体育国际官网 SY7628/SY7629充电电流可调,同步升压效率高,静态功耗低,提高电池使用寿命。集成了电池电量检测、LED电量显示模块及按键功能模块,针对小容量锂电池(锂离子或锂聚合物)的应用,提供简单易用的解决方案。

三、TWS耳机无线充电盒芯片有哪些

大发体育国际官网 今年年初的时候我们报过,不到3个月的时间,这一数量几乎翻倍,13家热门品牌推出了搭载无线充电的TWS耳机:包括苹果、三星、万魔、B&O、用维、大康、海威特、荣耀、华为、小鸟音响、魅族、魔浪、Rowkin等。当然这还只是热门品牌,市面支持无线充的TWS耳机真实数量远超这一数字。

大发体育国际官网 据充电头网不完全统计,市面支持无线充电的TWS耳机,其所采用的无线充电接收芯片的品牌原厂主要包括:联智、酷珀微电子、易冲、劲芯微、凌通、IDT、美芯晟、新捷、伏达、瀚为矽科、意法半导体、德州仪器、紫光同芯等。

以下文章顺序,按照品牌英文名由A到Z的规则排列。

1、Celfras 联智

典型芯片:联智 CWR500

联智TWS无线充电接收模组

搭载联智CWR500的TWS蓝牙耳机专用无线充电接收模组,可实现有线无线切换,具备电池充电功能。作为无线充电接收IC,联智CWR500可提供高达5W无线充电功率。

据悉,多家品牌搭载联智CWR500无线充电接收芯片的TWS耳机产品即将面世,很快就会和大家见面。

2、COPO酷珀微电子

典型芯片:酷珀微电子 CP2021、CP2031
产品案例:海威特 / 魔浪 / 用维TWS蓝牙耳机

大发体育国际官网 为了应对TWS耳机市场不断变化的应用需求,南京酷珀微电子重拳出击,适时推出两款高集成度的Qi无线充电接收端SoC芯片CP2021和CP2031,该系列芯片均采用4.0mmx4.0mm 24-Pin QFN封装,是迄今为止面积最小,引脚最少的国产无线充电接收端SoC芯片:

CP2021是一款2.5W高集成度无线充电接收芯片,CP2031则是一款5W无线功充电接收芯片。尤其适合TWS耳机充电仓等各类小功率智能设备。

酷珀微电子无线充电接收方案已被应用在市面多款TWS耳机上:海威特 / 魔浪 / 用维TWS蓝牙耳机等。其中HAVIT海威特TWS蓝牙耳机内置酷珀微电子无线充接收芯片方案,已通过WPC Qi认证,安全稳定性有保证,能很好的兼容Qi发射端。

3、CP 易冲半导体

典型芯片:易冲 EC3016、EC3028A
产品案例:魅族POP真无线蓝牙运动耳机

魅族POP是一款支持无线充电的完全版TWS真无线蓝牙耳机,它在音质、充电方式、蓝牙连接上就下足了功夫。
大发体育国际官网 同时,魅族POP真无线蓝牙耳机也是第一款带有USB Type-C接口和无线充电功能的TWS真无线耳机,化繁为简,为用户带来了更舒适方便的体验。值得一提的是,它还是全球首款通过无线充电Qi认证的TWS真无线蓝牙耳机。

大发体育国际官网 经充电头网拆解发现,魅族POP真无线蓝牙耳机无线充电盒采用的是CPS易冲无线无线充电接收芯片,型号EC3016。这是一颗高集成接收芯片,支持WPC V1.2标准,并可实现高达15W无线电能传输。

今年,易冲继续发力TWS耳机无线充市场,带来EC3028A无线充电接收方案,是一款5W多模无线充电接收器。易冲EC3028A无线充方案优势明显,IC配置灵活且性价比更优,产品设计简化且效率更高,易过Qi认证。

4、CVS 劲芯微

典型芯片:劲芯微 CV8013、CV8010
大发体育国际官网 产品案例:Dacom大康K6H真无线蓝牙耳机

大发体育国际官网 Dacom大康K6H产品主要特色是舒适佩戴体验,高品质高性价比。耳机续航时间长,电池仓自带充电线,充电方便。充电盒采用了锂聚合物电池,耳机支持蓝牙 V4.2。

它不仅是一款 TWS 真无线蓝牙耳机,还支持无线充电,兼容Qi协议。它有着超长续航、超小迷你、智能充电、轻松入耳的特性。

大发体育国际官网 关于无线充电部分,经拆解发现,它采用的是Chipvision劲芯微 CV8013N 5W高效率无线电源接收解决方案。

大发体育国际官网 CV8013是一款业界领先的可同时支持WPC1.1标准的无线充电接收器SoC芯片。CV8013内置了效率高达95%的全同步整流电路,以及效率高达96%的后级稳压转换电路,可单片实现非接触式无线充电接收端方案。芯片最高输入电压可达20V,最大输出电流可达1A以上,输出电压可在4.5V至9V之间可编程调整,满足了不同应用的需要。

大发体育国际官网 CV8010 是一款业界领先的集成无线充电接收端及锂电池充电管理功能的 SoC 芯片,兼容 WPC Qi v1.2通讯控制标准。CV8010 内置了效率高达 93%的全同步整流电路,以及后级恒压恒流充电管理电路,可实现非接触式无线充电接收及电池充电管理单芯片解决方案。内部动态整流电压控制降低后级充电电路的压降,显著改善了系统效率。CV8010 可实现锂电池(Li-ion/Li-polymer)充电的恒流/恒压模式控制;及直接 5V 恒压输出模式。

5、Generalplus 凌通

典型芯片:凌通 GPMQ8102A
产品案例:Rowkin Ascent Charge+真无线蓝牙耳机

大发体育国际官网 Rowkin品牌Ascent Charge真无线蓝牙5.0耳机,采用人体工程学设计,该产品的充电收纳盒兼容Qi无线充电器,支持双向USB-C,甚至可用作移动电源为您的其他设备充电。无线充电部分,它采用的是凌通GPMQ8102A无线充电接收方案。

大发体育国际官网 凌通TWS无线充电接收模组

大发体育国际官网 GPMQ8102A为凌通科技推出的TWS 无线充电接收方案,最大输出功率为4W,特点为体积小、效率高、元件少。同时支持有线及无线可切换的功能,可轻易的将产品设计到TWS的空间里,达到无线充电的功能。

6、IDT 艾迪悌

典型芯片:IDT P9221
大发体育国际官网 产品案例:华为FreeBuds 2 Pro、荣耀FlyPods真无线蓝牙耳机

近期,华为发布了全新的支持HWA标准的TWS真无线蓝牙耳机HUAWEI华为 FreeBuds 2 Pro,是一款支持无线充电的真无线蓝牙耳机。配合华为Mate 20 Pro的反向无线充电技术,可实现手机为耳机进行充电的“黑科技”功能。
荣耀品牌也推出有一款FlyPods真无线蓝牙耳机,与华为这款仅有外形颜色和Logo的区别,内部结构一致。

大发体育国际官网 华为FreeBuds 2 Pro耳机无线充电盒,以及荣耀FlyPods,均采用IDT P9221无线充Rx接收芯片方案,是高度集成WPC-1.2.2兼容的15W无线电源接收器,可带来更便捷的充电体验。

7、Maxic 美芯晟

典型芯片:美芯晟 MT5715

美芯晟MT5715是一款最高可达20W的单芯片方案,兼容WPC1.2.X标准,支持Power Sharing,可同时支持Tx和Rx功能。支持20V1A输出,可编程控制的输出电压和电流,支持WPC最新的BPP和EPP要求,具备自适应同步整流器控制,以及独特的过压保护。

大发体育国际官网 美芯晟TWS无线充电接收模组

根据美芯晟MT5715开发的一款TWS耳机专用无线充电接收模组,这个模块的特点是:5V足1A,最大支持10W,支持有线无线切换,温升不超过10度,价格具备竞争力。
大发体育国际官网 除此之外,目前正在设计开发新的10*10模块,这个模块的特点是:尺寸10*10.8mm,5V足1A输出,最大支持15W;使用简单的外围器件实现有线无线切换;温升不超过15度,价格具备竞争力;可以通过IIC设置3-15V输出电压,精度0.1V/档;可以自定义升降压协议;可以自定义manufacture ID;可以通过IIC读设备的ID、型号、输出电压、输出电流、最大限流、工作频率;多种状态的中断信号输出;可通过IIC控制输出的打开与关闭;可提供5V/10mA电压源输出。据悉,对应的无线充电TWS耳机成品随后也会面市。

8、NewEdge新捷

大发体育国际官网 典型芯片:NE6053

大发体育国际官网 NE6053是一款5W高度集成的符合WPC标准的无线充电接收IC,适用于便携式应用。NE6053集成了高效同步全桥整流器,输出在发送前由LDO调节。它还实现了用于调制负载的控制电路,以便在功率传输状态期间向发射端发送符合WPC的消息,以进行连接建立和功率控制。

NE6053芯片可做限流可调功能,给2.5W或5W小功率设备无线充。

9、NuVolta 伏达

大发体育国际官网 典型芯片:伏达 NU1610

伏达TWS无线充电接收模组

伏达无线充电接收方案在市面上应用广泛,一度打入知名手机供应链。前不久,魅族zero真无孔手机发布,它所搭载的18W Super Wireless Charge超级无线快充技术一时刷爆全网,据了解,这款明星机型采用的正是来自上海伏达半导体的无线充电接收方案。除了手机领域,伏达还瞄准了无线充电TWS耳机市场。
针对耳机充电仓体积小,所使用的小线圈耦合较差的状况,通过对线圈参数和系统参数的仿真优化,伏达半导体推出了一款最大输出功率3.5W业内最高效率TWS蓝牙耳机专用无线充电接收端方案NU1610。该方案采用LDO输出架构,以及电池电压智能跟踪技术(BVST, Battery Voltage Smart Tracking),输出电压可以有效地跟踪电池电压,Vrect电压可以有效地跟踪输出电压,使得电池输入端可以采用Linear Charger, 从Vrect电压到电池端电压的效率实现最优,从而比采用Buck架构的无线充电接受端方案高了近10% 的效率,这意味着充电速度更快,充电时温升更低从而安全性更高;在偏置耦合较弱的情况下效率仍能高于70%,考虑到TWS耳机充电仓体积较小,大多数情况下都不是正对充电,该方案的优势更加明显。

该方案采用伏达半导体无线充电接收端芯片NU1610,集成了高效率同步整流器和LDO实现最小的功率损耗;该方案采用的NU1610早在2018年初就已通过WPC Qi认证,兼容市面上WPC发射端。内置伏达NU1610的TWS耳机产品即将面世,稍后就会和大家见面。

10、Semic瀚为矽科

典型芯片:CS4978

CS4978是一款最高功率5W,符合Qi标准的无线充电接收芯片。

大发体育国际官网 CS4978评估板是一款高性能的评估板,使用无线充电联盟(WPC)E1型接收线圈,兼容Qi的发射器。评估板使用双层板,板上有LED指示灯和一个Qi标准接收端线圈。特点包括:符合WPC 1.2通信协议标准,高效率,低电磁辐射,外围应用简单,支持过压保护、带功率测量FOD端,片内集成高性能8位微控制器,同步整流动态调整,支持充电指示,带外部电源充电控制,封装形式为QFN24。

对于其他型号的线圈或特殊距离和负载要求,可根据客户需求,灵活定制客户需要的系统。

11、ST意法半导体

典型芯片型号:STWLC33JR

大发体育国际官网 STWLC33感应式无线电源接收器采用Qi 1.2和AirFuel感应式无线标准通信协议。该款电源接收器可切换为发射器模式以为另一台接收器供电。STWLC33感应式无线电源接收器设有集成的高效率同步整流器、低压差线性稳压器以及输入电压调节环路。典型应用包括手机、移动电源、导航系统以及可穿戴设备。

大发体育国际官网 上图是基于Qi的2.5 W无线功率接收器评估板,基于STWLC33,输出功率高达2.5W,适用于可穿戴应用。

12、TI德州仪器

典型芯片:BQ51013B、BQ51020

大发体育国际官网 德州仪器两款5W无线充电接收芯片:BQ51013B、BQ51020。德州仪器 (TI) 宣布推出尺寸比其上一代接收器芯片小 80% 的新一代无线电源技术,该高集成微型器件可帮助设计人员在现有及便携式消费类设备设计中应用无线充电技术,充分满足智能手机、游戏系统、数码相机以及医疗与工业设备等需求。

大发体育国际官网 BQ51013B 接收器集成电路 (IC) 通过小型 1.9 毫米 x 3 毫米 WCSP 封装将电压调节与全面无线电源控制技术进行了完美整合。该电路既支持高达 5 W 的输出电源,可实现效率达 93% 的 AC/DC 电源转换,又是接收器线圈与系统之间所需的 IC。  

大发体育国际官网 高度集成的高效率无线电源接收器 IC 在单一器件中整合了全桥同步整流、电压调节以及无线电源控制技术。

BQ51020是一款5W (WPC) 单芯片无线电源接收器。bq5102x 器件是一款全封闭无线电源接收器,此接收器能够在 WPC v1.1 协议下运行,这使得无线电源系统在与 Qi 感应发射器一同使用时能够向系统传送高达 5W 的功率。 bq5102x 器件提供针对这 WPC 技术规格的单个器件功率转换(整流和稳压),以及数字控制和通信。 借助市场领先的效率和可调输出电压,bq5102x 器件可实现独一无二的效率和系统优化。

13、TMC紫光同芯

大发体育国际官网 典型芯片:紫光同芯 THP9110

紫光同芯 THP9110是一款高转换效率、高度集成的无线充电接收器IC,与WPC1.2.4(Qi)兼容。该芯片内部集成了高效同步整流电路和LDO电路,能够提供稳定5W输出功率,最大输出电流1A,转换效率高达92%。该芯片具备完备的过压、过温、过流保护机制、FOD异物检测,以及I2C通讯接口。THP9110提供5毫米x 5毫米的QFN40包装,配合极少的外围器件可以提供极具竞争力的无线充电接收端解决方案。

大发体育国际官网 THP9110 5W无线充电接收方案,在性能,转换效率,可靠性,认证,产能等各方面具备显著优势。THP9110 集成度高,BOM成本低,十分适合目前热门的TWS耳机以及其他小功率电子产品。

该产品目前已经推向市场,已有许多客户开始开发测试。

四、充电头网总结

大发体育国际官网 在苹果的带动下,无线充电和TWS结合,给二者各自的市场带来新的发展机遇。

大发体育国际官网 由苹果通过AirPods开辟的这个广大的TWS真无线蓝牙耳机市场,催生了一系列配套产业的发展。尤其是在无线充电盒这一块,几乎是将我们常用的无线充电背夹小型化了,在设计方面也有迹可循。

市面上每一款优秀的TWS真无线蓝牙耳机都采用充电盒充电,而每一款优秀的无线充电盒也离不开精心设计的充电方案。电源管理芯片确保提供充足的电能,无线充电接收芯片则是无线充电功能的核心性能保证,为TWS无线充电盒的正常稳定工作提供保障。

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