缩短开发周期，充电仓SoC的多合一趋势

电子发烧友网报道（文/李诚）由于TWS耳机脱离了线缆的束缚，狭窄的耳机内部无法放置大容量的电池，续航问题成为了TWS耳机一直以来的痛点。为提升TWS耳机的续航能力，充电仓成为了最关键的一环。TWS耳机充电仓既能为耳机增加续航，还起到了很好的收纳作用。在TWS耳机百亿级的市场规模驱使下，准入门槛较低、开发周期缩短的充电仓SoC迎来了需求的爆发。
 
英集芯“多合一”TWS充电仓SoC
 
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方面，有着深厚经验积累的英集芯，于近期推出了一款集成了Type-C协议的“多合一”TWS耳机充电仓SoC IP5333。通过单芯片即可实现充电管理、升压转换、霍尔检测、LED电量显示等功能。多功能的高度集成化，不仅减少了外围电路元器件的使用数量，降低BOM成本，对于TWS耳机此类设备而言，还有利于整体设计方案的小型化，提升设备的便携性。
 

 

图源：英集芯

 
IP5333芯片内置了一个8位的MCU以及丰富的拓展接口，可灵活的通过参数配置实现各项功能的管理。IP5333提供了一个开关频率为1MHz的同步开关升压转换器，仅需在外围电路中加入一个低成本的电感，即可实现1A同步升压转换与1A同步开关充电的功能。
 
在升压模式下，效率最高可达92%，轻载时升压系统会自动进入休眠状态，静态电流小于20μA。在充电模式下，还具备了过温保护和自适应电流、电压调节输出的能力，充电效率可达91%。
 
IP5333内置了12bit的高精度采样ADC，可通过对电池电流、电压的实时采样监测，配合智能检测功能，可对当前的负载状态进行识别，当达到提前设定的触发条件时，系统会自动进入待机状态，进而实现降低功耗，延长设备续航的目的。同时，ADC还可以通过测量电池电压来判断当前的充电仓的电池电量，配合最高4颗LED数码管实现电池电量显示。
 
目前，该芯片已被夏新S19、Kiss me Q8、LOOP-T6等TWS耳机用于充电仓电源管理的解决方案。

思远半导体“二合一”TWS充电仓SoC
 
思远半导体是一家专注于锂电池的电源管理芯片研发的企业，在TWS耳机与移动电源领域中均有不同程度的布局。在2017年大家还在为TWS耳机能否引爆市场而心存疑惑之时，思远半导体已经开始了TWS耳机电源管理芯片的布局。
 
2019年思远半导体TWS耳机电源管理芯片出货量突破1亿颗，市占率位居行业第一，并成功打入小米、OPPO、一加、realme、魅族等国产一线知名手机厂商的供应链，其中SY8815充电仓解决方案已在QCY T13和声阔R100 TWS耳机中正式商用。
 
SY8815是一款专为蓝牙耳机充电仓设计的电源管理芯片，集成了充/放电管理的一体化设计。该芯片支持最高1A的线性充电电流，在产品设计过程中，可根据实际应用需求对外部电阻的阻值进行调整，实现电流调节的目的。同时，该芯片还支持充电电流温度自适应调节的功能，充电电流会根据充电仓温度的变化而做出电流大小的调整。在同步升压模式下，输出电压为5.05V，转换效率高达93%。
 
思远半导体还在SY8815放电管理模块中集成了两路的输出限流开关，限流开关可分别对两只耳机的输出电流进行检测和负载存在检测、插入识别等，轻载检测电流4mA。这一检测功能的实现，无需采样电阻和其他单片机辅助作为硬件支持，在一定程度上降低了采样链路上额外的电能损耗，延长了TWS耳机的续航，还减少了元器件的使用。
 

 

SY8815 图源：思远半导体

 
充电仓的放电控制主要是通过主控MCU与SY8815的EN引脚进行通信实现的，SY8815会通过EN引脚向MCU输出状态码，让MCU了解充电仓的放电链路实时状态，并及时做出反馈操作。
 
在电路保护方面，该芯片无需增加外部电路即可实现了充放电的过流、过压、过温以及短路保护，无论是检测灵敏度还是过流保护阈值，完美适配耳机小电流应用，极大地简化了TWS充电仓产品与方案的设计，提升了产品量产上市的速度。
 
结语
 
高度集成化的设计降低了产品开发与设计的难度，减少了元器件的用量，有利于促进TWS耳机向轻便化、小型化发展。如今TWS技术的发展已经进入成熟期，芯片厂商唯有推出集成度高、性能优异、方案简洁的芯片才能更好地巩固市场的竞争地位，拉近与国际头部企业的距离。