智能充电舱时代来临,不能双向通信太OUT!

2/17/20, 11:43 上午
媒体报道

AirPods Pro的发布,不仅带动TWS蓝牙耳机的爆发,更是引领着TWS蓝牙耳机朝着更智能的方向发展。TWS蓝牙耳机越来越智能,这对耳机充电盒也提出了更高的要求,简单的充放电芯片已经不能满足充电盒的需求了,电源管理+智能控制一体的充电舱主控芯片才是正解。

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,需要个性化定制、长途物流、静默搁置,所以智能充电是一项硬性指标。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耳机充电盒顶针的用途、TWS充电盒芯片特色应用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蓝牙耳机智能充电盒。

一、TWS耳机充电盒概况

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

两根顶针设计

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。

此前,两根顶针在供电的同时不能兼顾通讯,因此TWS耳机工厂为了加入个性化的功能,尝试了三根顶针、五根顶针等设计方案,由此也带来了产品体积增大,组装难度复杂,并且带来成本的提升。

那么,有什么办法在保留两根顶针不变的设计下,加入TWS耳机与充电盒的通讯功能么?下面我们详细揭晓。

2、三根顶针

三根顶针设计

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

五根顶针设计

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耳机充电盒2Pin通讯如何实现

结构工程师与电子工程师在2根pogo pin这件事情上,纠结了很久,相持不下。有没有一种设计,保留两根顶针不变的前提下,加入TWS耳机与充电盒的通讯功能。

为此,给结构工程师与电子工程师带来困扰的这个难题,反馈到了芯片原厂工程师那里。最终得到的回复是,TWS耳机充电仓美观和稳定,鱼和熊掌,可以兼顾,2根pogo pin实现智能充电、数据传输实现起来并不难。

两根顶针典型应用

两根顶针的设计优点不言而喻,除了美观性、并节省了物料成本外,更重要的作用是只有两根pogo pin的接触更可靠,两点必然是一条直线,多顶针容易出现接触不可靠情况,结构设计上反而难度很大。

两根顶针充电通讯原理图

对于充电盒的顶针设计而言,目前主要分为两根、三根以及多根。不难理解,顶针数量多意味着支持的功能更多,比如最常见的两根顶针设计,通常只能完成耳机的充电功能。果要实现耳机与充电盒之间的通讯,尤其是全双向的通信,让耳机和充电盒保持密切沟通,往往都需要采用三根顶针或者多根顶针的设计。

而昇生微SS809就打破了传统思路,在产品设计时,给充电盒上的两根顶针赋予更多的功能。不仅可以完成常规的供电,而且还支持耳机与充电盒实时的通讯,让充电盒变得更加智能。

一方面,耳机盒可以通过两根顶针实时检测耳机的充电状态、了解耳机状况,提升用户的使用体验;另一方面,可以配合耳机盒上的USB接口,通过自动化测试设备测试耳机的综合指标,让产线测试更加便捷。此外,两根顶针的设计还有助于提升产品美观性、并节省了物料成本。

三、中国芯自研MCU智能充电盒芯片

我爱音频网通过近期的拆解获悉了一款全新架构的TWS蓝牙耳机充电盒芯片——昇生微SS809。这颗IC共有两个封装,分别是SOP-16和QFN16;其中SOP-16封装对应料号为SS809,QFN16封装对应料号为SS809Q。

除此之外,昇生微将在2020年大批量出货的SS881X系列,除了在SS809基础上做了提升和优化,还增加了小伙伴们都期盼已久的USB充电口整机升级功能,给开发和生产带来了大大的便利,让大家放手开发创新、时尚、酷炫的智能充电舱。

而在无线充方面,昇生微还推出了SS809QW,只需单芯片就能开发完整TWS耳机无线充电仓。

昇生微SS809(SOP-16封装)

通过我爱音频网拆解发现,以下知名品牌均采用了昇生微SS809(SOP-16封装)智能充电盒芯片:

(1)拆解报告:1MORE 万魔 Stylish 时尚真无线耳机

(2)拆解报告:Astrotec阿思翠 S80 TWS真无线蓝牙耳机

(3)拆解报告:EDIFIER漫步者HECATE GM6

(4)拆解报告:EDIFIER漫步者LolliPods真无线耳机

(5)拆解报告:漫步者TWS1真无线蓝牙耳机

(6)拆解报告:酷狗彩虹糖真无线耳机

(7)拆解报告:LINNER聆耳NC100真无线主动降噪耳机

(8)拆解报告:努比亚nubia Pods TWS真无线蓝牙耳机

昇生微SS809Q(QFN16封装)

通过我爱音频网拆解发现,以下知名品牌均采用了昇生微SS809Q(QFN16封装)智能充电盒芯片:

(1)拆解报告:艾特铭客E3真无线耳机

昇生微SS809系列是一款集成了电源管理功能的AD型单片机,其尺寸小巧,功能强大;主要应用于需要充电和智能控制的便携式电子产品,如TWS耳机充电盒。

除此之外,在电子烟、健身配件、个人护理设备等领域也有大量应用。昇生微SS809系列可以带来更简洁的外围、更优秀的性能以及更高的可靠性;同时也更易于开发,加速产品上市。

昇生微SS809系列TWS耳机智能充电盒芯片还能实现将标准耳塞的充电接口(5V和接地)进行功能拓展,既可以充电又可以同时进行数据通信,这样既能保证产品结构空间达到预期,又能实现产品智能化并具有友好的用户界面。借助耳塞与智能设备传输信息的能力,可以利用App实现一些拓展功能,以增强用户体验满意度。

以下列出了一些示例:

左侧耳塞电池状态

右侧耳塞电池状态

充电盒电池状态

配对状态

耳塞命名以及是否配对

温度

检查充电盒软件版本更新

充电盒电池耗尽通知(尤其是电池是否已经老化)

四、丰富的电量显示

昇生微SS809系列TWS耳机智能充电盒芯片,集成了MCU微处理器和嵌入式闪存,可以更容易地升级其固件,便于工程师加入个性化的定制功能。

尤其是电量显示方面,除了控制1-5颗灯显示外,还支持RGB灯效、LED 188数码管、定制图案等,为工程师创造提供了自由编程的发挥空间。

一颗LED电量指示灯

三颗LED电量指示灯

多颗RGB Gaming灯效

LED 188数码管灯效果

同时,昇生微原厂可提供完整的工具链和开发平台,支持业界工程师进行多元化的二次开发。

五、支持超低功耗待机

作为一款TWS蓝牙耳机充电盒芯片,低功耗特性显得尤为重要。因为耳机盒设计比较精致,体积较小,电池容量都不大,并且还需要长途物流、静默搁置,所以超低自放电是一项硬性指标。

3μA超低功耗待机

官方资料显示,采用昇生微SS809系列的充电盒静态待机功耗仅为3μA。也就是说,一块300mAh电池就能让充电盒具备长达5年的待机时间,确保每一款抵达用户手中的产品都有足够的电量。

六、符合IEC/EN 62368-1-2018规范

IEC/EN 62368-1-2018规范

我爱音频网进一步了解到,昇生微SS809系列还满足最新锂电池充电标准IEC/EN 62368-1-2018第3版,其充电电压和电流具有高度灵活性和可调性,可应对不同规格、不同容量的电池充电。

七、我爱音频网总结

目前,昇生微SS809系列已经被漫步者HECATE GM6游戏真无线耳机漫步者TWS1真无线蓝牙耳机漫步者Lollipod真无线蓝牙耳机努比亚nubia Pods TWS真无线蓝牙耳机1MORE 万魔 Stylish 时尚真无线耳机艾特铭客E3无线蓝牙耳机酷狗彩虹糖真无线耳机聆耳NC100真无线主动降噪耳机等多款产品广泛采用,出货量超千万颗,并获得良好的市场反馈。

昇生微创始人和RD研发团队,在全球顶级半导体公司有过从业背景,为多款X86、ARM内核CPU提供PMU数字电源芯片研发,在混合数模领域有深厚技术积累。在TWS耳机充电盒芯片领域,将技术与市场进行有效结合,通过创新打破了市场传统,实现了TWS耳机与充电盒智能通讯、供电。

昇生微电子SinhMicro创立于2016年,是一家致力于为物联网终端节点设备提供创新的SoC芯片级解决方案的新创公司。作为一家IC Design House,昇生微坚持技术的创新、产品的务实、经营的双赢。

公司拥有自主研发的8-bit、16-bit、32-bit MCU及完整工具链,深度积累的电源管理IP、低功耗SOC系统架构及数模混合电路设计能力,大力耕耘的无线充电接收端通信和功率管理技术,深刻掌控的嵌入式方案开发功力。对方案客户提供贴身技术支持,护送客户产品快速量产落地,拥有一流的供应链资源确保产品稳定长期供货。

公司成立已有三年,目前聚焦于运营集成电源管理的MCU产品线。昇生微电子提供可靠的充放电管理、灵活的控制和通信、低功耗模式的设置,全面满足便携式智能硬件设备的各类新颖需求。

 

新闻来源:http://www.52audio.com/archives/37425.html