接下來我們將帶大家深入淺出了解TWS耳機充電盒電源管理晶片市場,首先帶來的是有線充電盒的晶片報告,後續還有一篇介紹無線充電盒晶片報告。
TWS藍牙耳機充電盒雖然是耳機附件,但是它的作用至關重要,由於耳機盒設計比較精緻,體積較小,導致電池容量不高,需要長途物流、靜默擱置,所以超低自放電是一項硬性指標。
小產品,大市場,這句話用來概括TWS真無線耳機行業一點都不為過。
雖然耳機充電盒充放電功率不大,大多在5W左右,但是對低功耗、高耐壓、高集成度等功能,提出了全新的技術要求。如此一來,這塊市場為加速了本土化電源晶片企業的升級、轉型創造了沃土,實現了100%晶片國產化,自主率非常高。
除此之外耳機盒電源晶片高集成度、安全性、性價比等也是工程師關注的重要方向。對充電盒感興趣的讀者,可以查閱我們之前發布的文章《如何設計一款優秀的TWS藍牙耳機充電盒?看完秒懂》,從入門到精通,分析了充電盒如何設計。
充電盒裡面主要元器件由電源管理晶片、電池、Pogo Pin頂針等組成,其中電源管理晶片有多種類型,如常見的SOC多合一單晶片、SOC+MCU的智能晶片、獨立充電和獨立升壓晶片。以上三種類型,涵蓋了充電盒主要電源架構和管理方式。
我愛音頻網經過3年多的長期追蹤拆解分析了解到,目前TWS真無線耳機市場上已有18家充電盒晶片原廠持續推出耳TWS耳機充電盒晶片,你正在用誰家的晶片設計耳機充電盒?歡迎投票告訴大家:
下面,我們根據100多款TWS真無線耳機拆解了解到目前市面上在用的充電盒晶片方案,根據晶片原廠首字母排序,結合各家晶片的經典應用,為大家揭曉TWS真無線耳機充電盒內電源管理晶片世界。
CREATIC博馳信
CT6201內部集成了一路 800mA 線性充電器,一路可用於 800mA大電流輸出的 Boost 升壓 DC-DC,DC-DC 內部集成了最大佔空比限制,Power Save Mode/Pulse Width Mode 自動切換等功能。此外,為保證鋰電池的安全使 用,系統還集成了多種保護功能,如輸入過流保護,IC 過溫保護等。
ETA鈺泰
1、ETA鈺泰ETA1061
鈺泰 ETA1061 1μA超低靜態電流,1A同步整流升壓轉換器,將內置電池升壓為耳機充電。ETA1061全集成了上、下側功率管,實現了單晶片同步升壓。可固定5.0V輸出或通過外置較大的電阻實現電壓從Vin~5.0V之間調整。
其內置了高達1.4MHz的開關頻率驅動器,使得外部電感感量可低至2.2μH以下,並且封裝更為小巧,常規的扁平式貼片3mm*3mm的體積即可滿足需求。不僅如此,極高的頻率還省略了眾多的Cout輸出電容器,如圖所述,ETA1061僅需要一個4.7uF以內的Cout電容,即滿足5V-400mA的輸出能力要求。
2、ETA鈺泰ETA4056
鈺泰的ETA4056採用了常規的ESOP8封裝,與其業界4056系列產品完全引腳兼容,具備NTC溫度監控,EN充電使能控制,充電/充滿雙燈指示,1.2A充電能力。
鈺泰ETA4056與常規的4056線性充電管理IC所最大的不同和區別就是:ETA4056具備高達20V的輸入耐壓,其能夠強效抵抗各類浪湧,以及因為不恰當的QC所引起的過電壓輸入,非常有效的避免電子產品充電的任何可能性損壞。
3、ETA鈺泰ETA6093
絲印編號JN9P的IC為鈺泰ETA6093三合一SOC電源管理晶片,支持1A開關充電,1A同步升壓,充放電效率高。SOT23-5小型封裝,集成度,外圍少。搭配USB-C接口使用,可以做C口充放電功能。
4、ETA鈺泰ETA6884
鈺泰ETA6884是5V-2.1A充放電的移動電源晶片,自動負載啟動,內置20V耐壓能力,能夠抵抗各種浪湧衝擊,可用於移動電源,自帶4個LED精準電量燈(電量可調),採用了QFN4×4-28封裝。
5、ETA鈺泰ETA9638
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5V/1A的PMU。可廣泛用於平板電腦,MiFi,移動電源等使用鋰電池作為電源,又需要USB接口對外供電的電子系統中。
鈺泰ETA9638的充電電流可達1A,放電電流也保證1A,待機電流可低至6uA。因節省了肖特基和MOSFET的能量損耗,系統總體能量轉換效率達90%以上,相當於免費增加了電池容量。ETA9638採用易於焊接的ESOP8封裝。
6、ETA鈺泰ETA9640
鈺泰ETA9640是一顆專門針對移動電源設計的單晶片,集成所有充電放電以及空載識別、電量顯示功能的PMU。ETA9640支持1A充電,5V-1A放電,1 LED電量心跳燈(亮燈負載電流為5mA),三合一移動電源晶片,ESOP8封裝,帶EN使能,也可配MCU。
7、ETA鈺泰ETA9697
鈺泰ETA9697採用ESOP8封裝,是一個超低功耗的雙通道PMU:集成了獨立的16V耐壓的線性充電器和5V同步升壓變換器。其低功耗的5V升壓變換器可支持高達5V-0.4A的輸出能力,且可以通過對ENBST引腳置低電平,可實現徹底關閉輸出。
鈺泰ETA9697內置1.4MHz的開關頻率,可以使用極少的2.2uH電感器,是理想的藍牙充電倉二合一解決方案。
Fiti遠翔
1、Fiti遠翔FP6291
Fiti遠翔FP6291是一種電流模式升壓型DC-DC變換器。其內置0.2Ω功率MOSFET的PWM電路使該調節器具有很高的功率效率。內部補償網絡還可以將多達6個外部元件的數量降到最低。誤差放大器的非逆變輸入端與0.6V的精密參考電壓相連,內部軟啟動功能可降低勵磁湧流。
INJOINIC英集芯
1、INJOINIC英集芯IP5305
IP5305這是英集芯專門為TWS藍牙耳機充電盒設計的電源管理晶片,可監測到5mA級別電流,是一款集成升壓轉換器、鋰電池充電管理、電池電量指示的多功能電源SOC。
英集芯IP5305支持1A同步升壓轉換,1.2A同步開關充電,升壓效率高達91%,充電效率高達93%,並且內置電源管理路徑,支持邊充邊放。IP5305具備輸出過流、過壓、短路保護,輸入支持過壓、過充、過放保護,整機具有過溫保護等。該晶片具有高集成度與豐富的功能,使用時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。
LPS微源
1、LPS微源LP6226b6F
LPS微源LP6226b6F,耐20v高壓的高效率升壓晶片,可防耳機插撥衝擊,這也是微源用在平板電腦USB5V升壓的經典型號。
2、LPS微源LP6498
微源LP6498a為36V耐壓,100%佔空比的同步降壓晶片,可防止無線充電時的高壓電壓衝擊和提升效率。
Maxim美信
該充電器是專為小型電池系統,需要精確的終端低至0.375mA。當輸入電源接通時,即使電池耗盡,電路也能立即調節系統電壓。
150mA LDO的輸出可在0.8V和3.975V之間通過I2C進行編程。模擬多路復用器使外部ADC能夠對電池V&I信號進行轉換,以進行功率監測。電流接收器每一個都能下沉12.8毫安,並且可以編程為LED以自定義模式閃爍。
MicrOne微盟
1、MicrOne微盟ME2188
微盟ME2188是一系列高轉換效率、低功耗、高工作頻率的PFM同步升壓DC-DC轉換晶片。晶片利用PFM控制電路,根據負載電流大小自動切換佔空比係數,可獲得低紋波、高效率、寬輸出電壓範圍的一系列產品。晶片內置同步開關管及晶片的低消耗電流,有效的提高了DC-DC的轉換效率和設備的使用周期。外圍僅需要三個元件,就 可以完成低輸入電池電壓升壓到所需的工作電壓。
NXP恩智浦
1、NXP恩智浦610A3B KN3704
NXP恩智浦 610A3B KN3704 USB邏輯和充電IC。
2、NXP恩智浦S10A38
NXP S10A38 N94S25 USB logic and charging IC 充電晶片。
NATLINEAR南麟
1、NATLINEAR南麟LN2054
南麟LN2054是一個完善的單片鋰離子電池恆流/恆壓線形電源管理晶片。它薄的尺寸和小的外包裝使它適用於可攜式產品的應用。更值得一提的是,LN2054專門設計適用於USB的供電規格。得益於內部的MOSFET結構,在應用上不需要外部電阻和阻塞二極體。在高能量運行和高外圍溫度時, 熱反饋可以控制充電電流以降低晶片溫度。
充電電壓被限定在4.2V,充電電流通過外部電阻調節。在達到目標充電電壓後,當充電電流降低到設定值的1/10時,LN2054就會自動結束充電過程。當輸入端(插頭或 USB 提供電源)拔掉後,LN2054 自動進入低電流狀態,電池漏 電流將降到 2μA 以下。LN2054 還可被設置於停止工作狀態, 使電源供電電流降到 2μA。其餘特性包括:充電電流監測, 輸入低電壓閉鎖,自動重新充電和充電已滿及開始充電的標標誌。
2、NATLINEAR南麟XT2052
南麟XT2052是可以對單節可充電鋰電池進行恆流/恆壓充電的充電器電路晶片。該器件內部包括功率電晶體,應用時不需要外部的電流檢測電阻和阻流二極體。XT2052隻需要極少的外圍元器件,並且符合USB總線技術規範,非常適合於可攜式應用的領域。
熱調製電路可以在器件的功耗比較大或者環境溫度比較高的時候將晶片溫度控制在安全範圍內。內部固定的恆壓充電電壓為 4.2V,充電電流通過一個外部電阻設置。當輸入電壓(交流適配器或者 USB 電源)掉電時,XT2052自動進入低功耗的睡眠模式,此時電池的電流消耗小於 0.1μA。內置防反灌保護電路,當電池電壓高於輸入電壓時,自動關閉內置功率 MOSFET。其它功能包括輸入電壓過低鎖存,自動再充電,以及充電狀態/充電結束狀態指示等功能。
3、NATLINEAR南麟XT4054
南麟XT4054是一個完善的單片鋰離子電池恆流/恆壓線形電源管理晶片。它薄的尺寸和小的外包裝使它適用於可攜式產品的應用。更值得一提的是,XT4054專門設計適用於USB的供電規格。得益於內部的MOSFET結構,在應用上不需 要外部電阻和阻塞二極體。在高能量運行和高外圍溫度時, 熱反饋可以控制充電電流以降低晶片溫度。
充電電壓被限定在4.2V,充電電流通過外部電阻調節。在達到目標充電電壓後,當充電電流降低到設定值的1/10 時,XT4054就會自動結束充電過程。當輸入端(插頭或 USB 提供電源)拔掉後,XT4054 自動進入低電流狀態,電池漏 電流將降到 2μA 以下。XT4054 還可被設置於停止工作狀態, 使電源供電電流降到 25μA。
QX泉芯
1、QX泉芯QX2303
泉芯 QX2303 系列產品是一種高效率、低紋波、 工作頻率高的 PFM 升壓 DC-DC變換器。該系列產品僅需要四個元器,就可完成將低輸入的電池電壓變換升壓到所需的工作電壓,非常適合於可攜式1~4 節普通電池應用的場合。
電路採用了高性能、低功耗的參考電壓電 路結構,同時在生產中引入修正技術,保證了 輸出電壓的高輸出精度及低溫度漂移。
QX2303可提供SOT-23-3, SOT-23-5, SOT-89封裝形式,SOT23-5 封裝內置 EN使能端, 可控制變換器的工作狀態,可使它處於關斷省 電狀態,功耗降至最小。
2、QX泉芯QX2304
泉芯QX2304系列產品是一種低功耗、高效率、低紋波、工作頻率高的PFM同步升壓DC-DC變換器。該系列產品僅需要三個元器,就可完成將低輸入的電池電壓變換升壓到所需的工作電壓。
Sgmicro聖邦微
充電電流和充電結束(EOC)電流可通過外部電阻編程。當電池電壓低於通常的2.55V時,充電器以通常18%的編程充電電流對電池進行預處理。當充電電流在CV充電階段降低到可編程EOC電流水平時,CHG引腳提供EOC指示,這是開路漏極輸出。內部熱摺疊功能可防止充電器出現任何熱故障。
SinhMicro昇生微
SS809是一款集成了充放電管理的AD型單片機,內置豐富的接口功能,靈活的配置模式,和不同的低功耗選項。主要應用於需要充電和智能控制的可攜式電子設備,帶來精簡的外圍成本,優秀的性能和便捷的開發,如藍牙耳機充電盒、LED燈組、手持式霧化器、個人護理設備、電子菸、香薰機、香薰燈、電子玩具等等,單片機內置線性充電單元為鋰電池充電,升壓IC將電池升壓為耳機充電。
Silergy矽力傑
1、Silergy矽力傑SY6918
矽力傑SY6918是一個5V適配器輸入高達18V浪湧雙向穩壓器設計的單電池鋰離子電池電源組的應用。採用先進的雙向能量流控制,自動檢測輸入電源,實現電池充電模式和電池供電模式的交替。SY6918還集成了按鍵控制和LED狀態指示。
2、Silergy矽力傑SY7072
矽力傑SY7072是一種高效、同步、升壓型變換器,專為單電池鋰離子或鋰聚合物,或兩到三電池鹼性鎳鎘或鎳氫電池供電的應用而設計。它可以轉換成1.8V的輸入電壓。主開關採用NMOS,同步開關採用PMOS。在關機模式下,SY7072可以將輸出與輸入斷開。當輸入電壓超過規定的輸出電壓時,SY7072自動進入旁路模式。
3、Silergy矽力傑SY6913C
矽力傑SY6913C電源管理IC是5V適配器產品,具有專為單節鋰離子電池移動電源應用而設計的高達18V輸入的浪湧雙向穩壓器。採用先進的雙向能流控制和自動輸入電源檢測功能,以實現電池充電模式和電池供電模式交替運行。
還集成了放電啟用、禁用控制和LED狀態指示功能。SY6913C採用QFN3x3封裝,採用最小化可攜式的PCB布局尺寸以實現廣泛應用。
矽力傑SY6913C最大18V輸入電壓浪湧,內置電源路徑NFET和電源開關,500kHz開關頻率操作。具有內部補償的Tri流、恆流、恆壓充電模式,最大2A恆定充電電流,最大1A升壓輸出電流,4.2V、4.35V可選電池電壓,+/- 0.5%的電池電壓精度。
具有充/放電/故障狀態指示燈功能,放電控制邏輯,可編程輸入電流限制,動態電源管理,逐周期峰值電流限制。輸入電壓UVLO和OVP,升壓輸出短路保護,以及熱關機保護。