电源IC下一个风口:TWS真无线耳机充电盒电池管理芯片!

电源IC下一个风口:TWS真无线耳机充电盒电池管理芯片!
2020年02月26日 21:16 充电头网

此前,我们围绕TWS真无线蓝牙耳机产业链发布了《苹果AirPods推动TWS耳机产业爆发,16家原厂推出49款主控芯片》、《苹果AirPods Pro带动纽扣锂电池需求量爆发,13家电池厂商受益》、《TWS真无线耳机市场火爆,28家充电盒电池工厂抢占风口》等行业报告,分别对耳机主控芯片、耳机电池行业做了深度介绍。

接下来我们将带大家深入浅出了解TWS耳机充电盒电源管理芯片市场,首先带来的是有线充电盒的芯片报告,后续还有一篇介绍无线充电盒芯片报告。

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。

小产品,大市场,这句话用来概括TWS真无线耳机行业一点都不为过。

被苹果AirPods等TWS真无线耳机带动下的充电盒电源管理芯片出货量,成为近年来可以移动电源、手机快充相媲美的现象级电源芯片市场。尤其是耳机充电盒的电路结构、原理与移动电源有异曲同工之处,这期间,我们看到了不少老牌移动电源芯片厂商进入该市场,如INJOINIC英集芯、ETA钰泰、TPS思远等,并且取得不错的市场反响。除此之外,也让我们看到了如SinhMicro昇生微、LPS创新微源这样的后起之秀。

虽然耳机充电盒充放电功率不大,大多在5W左右,但是对低功耗、高耐压、高集成度等功能,提出了全新的技术要求。如此一来,这块市场为加速了本土化电源芯片企业的升级、转型创造了沃土,实现了100%芯片国产化,自主率非常高。

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。对充电盒感兴趣的读者,可以查阅我们之前发布的文章《如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机充电盒?看完秒懂》,从入门到精通,分析了充电盒如何设计。

充电盒里面主要元器件由电源管理芯片、电池、Pogo Pin顶针等组成,其中电源管理芯片有多种类型,如常见的SOC多合一单芯片、SOC+MCU的智能芯片、独立充电和独立升压芯片。以上三种类型,涵盖了充电盒主要电源架构和管理方式。

TWS真无线耳机年出货量过亿台,这也意味着这个市场是一块不错的蛋糕。有利润的地方,就有竞争,充电盒电源管理芯片行业也不例外。小小一颗芯片,拥有数十家芯片原厂,如ETA钰泰、INJOINIC英集芯、SinhMicro昇生微、Silergy矽力杰、TI德州仪器、TPS思远等。众多厂商可谓是八仙过海各显神通,每家都身怀绝技。

下面,我们根据100多款TWS真无线耳机拆解了解到目前市面上在用的充电盒芯片方案,根据芯片原厂首字母排序,结合各家芯片的经典应用,为大家揭晓TWS真无线耳机充电盒内电源管理芯片世界。

CREATIC博驰信

1、CREATIC博驰信CT6201

博驰信CT6201是一款集成 800mA 线性充电及 800mA 电流输出 Boost 升压 DC-DC 的移动电源管理芯片, 针对 2000-3000mAh 容量的单芯锂电池(锂离 子或锂聚合物)的礼品市场移动电源应用, 提供简单易用的解决方案。

CT6201内部集成了一路 800mA 线性充电器,一路可用于 800mA大电流输出的 Boost 升压 DC-DC,DC-DC 内部集成了最大占空比限制,Power Save Mode/Pulse Width Mode 自动切换等功能。此外,为保证锂电池的安全使 用,系统还集成了多种保护功能,如输入过流保护,IC 过温保护等。

应用案例:

(1)拆解报告:QCY Q20 TWS真无线蓝牙耳机

ETA钰泰

1、ETA钰泰ETA1061

钰泰 ETA1061 1μA超低静态电流,1A同步整流升压转换器,将内置电池升压为耳机充电。ETA1061全集成了上、下侧功率管,实现了单芯片同步升压。可固定5.0V输出或通过外置较大的电阻实现电压从Vin~5.0V之间调整。

其内置了高达1.4MHz的开关频率驱动器,使得外部电感感量可低至2.2μH以下,并且封装更为小巧,常规的扁平式贴片3mm*3mm的体积即可满足需求。不仅如此,极高的频率还省略了众多的Cout输出电容器,如图所述,ETA1061仅需要一个4.7uF以内的Cout电容,即满足5V-400mA的输出能力要求。

应用案例:

(1)拆解报告:JOWAY乔威H96真无线蓝牙耳机

(2)拆解报告:Klipsch杰士 T5真无线 TWS蓝牙耳机

(3)拆解报告:360 PlayBuds 真无线耳机

(4)拆解报告:FIIL T1 入耳式 真无线耳机

(5)拆解报告:rapoo 雷柏 首款真无线耳机 XS200

2、ETA钰泰ETA4056

钰泰的ETA4056采用了常规的ESOP8封装,与其业界4056系列产品完全引脚兼容,具备NTC温度监控,EN充电使能控制,充电/充满双灯指示,1.2A充电能力。

钰泰ETA4056与常规的4056线性充电管理IC所最大的不同和区别就是:ETA4056具备高达20V的输入耐压,其能够强效抵抗各类浪涌,以及因为不恰当的QC所引起的过电压输入,非常有效的避免电子产品充电的任何可能性损坏。

应用案例:

(1)拆解报告:百灵声学KULARK语音互联真无线耳机

(2)拆解报告:苏宁小Biu极智智能音箱

(3)拆解报告:百灵声学语音互联真无线耳机

(4)拆解报告:Klipsch杰士 T5真无线 TWS蓝牙耳机

3、ETA钰泰ETA6093

丝印编号JN9P的IC为钰泰ETA6093三合一SOC电源管理芯片,支持1A开关充电,1A同步升压,充放电效率高。SOT23-5小型封装,集成度,外围少。搭配USB-C接口使用,可以做C口充放电功能。

应用案例:

(1)拆解报告:索爱真无线蓝牙耳机A1S

4、ETA钰泰ETA6884

钰泰ETA6884是5V-2.1A充放电的移动电源芯片,自动负载启动,内置20V耐压能力,能够抵抗各种浪涌冲击,可用于移动电源,自带4个LED精准电量灯(电量可调),采用了QFN4×4-28封装。

应用案例:

(1)拆解报告:JBL Free 真无线TWS耳机

(2)拆解报告:酷狗X5 真无线蓝牙耳机

(3)拆解报告:ZOLO Liberty+ TWS蓝牙耳机

5、ETA钰泰ETA9638

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。

钰泰ETA9638的充电电流可达1A,放电电流也保证1A,待机电流可低至6uA。因节省了肖特基和MOSFET的能量损耗,系统总体能量转换效率达90%以上,相当于免费增加了电池容量。ETA9638采用易于焊接的ESOP8封装。

应用案例:

(1)拆解报告:小问智能耳机Ticpod Solo

(2)拆解报告:小问智能耳机TicPods Free

(3)拆解报告:小问智能耳机TicPods Free Pro

6、ETA钰泰ETA9640

钰泰ETA9640是一颗专门针对移动电源设计的单芯片,集成所有充电放电以及空载识别、电量显示功能的PMU。ETA9640支持1A充电,5V-1A放电,1 LED电量心跳灯(亮灯负载电流为5mA),三合一移动电源芯片,ESOP8封装,带EN使能,也可配MCU。

应用案例:

(1)拆解报告:漫步者 TWS2 真无线蓝牙耳机

(2)拆解报告:疯米W1真无线耳机

(3)拆解报告:疯米W1真无线耳机青春版

(4)拆解报告:海威特 i93 TWS真无线蓝牙耳机

(5)拆解报告:惠威 AW-71 TWS真无线蓝牙耳机

(6)拆解报告:爱奇艺D30真无线蓝牙耳机

(7)拆解报告:飞利浦 SHB4385 TWS真无线蓝牙耳机

(8)拆解报告:魔宴 X12 Pro TWS真无线蓝牙耳机

(9)拆解报告:TAOTRONICS真无线蓝牙耳机

(10)拆解报告:U&I由我 HAPPY 1 TWS真无线蓝牙耳机

(11)拆解报告:U&I由我 HAPPY 2 TWS真无线蓝牙耳机

(12)拆解报告:VIDVIE X-Pods入耳式蓝牙耳机

(13)拆解报告:搭载PIXART原相方案的TWS真无线蓝牙耳机

(14)拆解报告:高仿苹果AirPods真无线耳机(瑞昱方案版)

(15)拆解报告:派美特PaMu Slide Mini 真无线蓝牙耳机

(16)拆解报告:realme Buds Air 幻耳 TWS 真无线耳机

(17)拆解报告:索爱真无线蓝牙耳机 T5

(18)拆解报告:MOMAX摩米士 BT1 TWS真无线耳机

7、ETA钰泰ETA9697

钰泰ETA9697采用ESOP8封装,是一个超低功耗的双通道PMU:集成了独立的16V耐压的线性充电器和5V同步升压变换器。其低功耗的5V升压变换器可支持高达5V-0.4A的输出能力,且可以通过对ENBST引脚置低电平,可实现彻底关闭输出。

钰泰ETA9697内置1.4MHz的开关频率,可以使用极少的2.2uH电感器,是理想的蓝牙充电仓二合一解决方案。

应用案例:

(1)拆解报告:漫步者HECATE GM4 TWS游戏耳机

(2)拆解报告:ROWCING TWS耳机

Fiti远翔

1、Fiti远翔FP6291

Fiti远翔FP6291是一种电流模式升压型DC-DC变换器。其内置0.2Ω功率MOSFET的PWM电路使该调节器具有很高的功率效率。内部补偿网络还可以将多达6个外部元件的数量降到最低。误差放大器的非逆变输入端与0.6V的精密参考电压相连,内部软启动功能可降低励磁涌流。

应用案例:

(1)拆解报告:魅族POP真无线蓝牙运动耳机

(2)拆解报告:MEES Fit1C TWS真无线蓝牙耳机

(3)拆解报告:SSK 飚王 BT08 TWS真无线耳机

(4)拆解报告:Astrotec阿思翠 S60 真无线耳机

(5)拆解报告:EDIFIER 漫步者 TWS1 真无线耳机

INJOINIC英集芯

1、INJOINIC英集芯IP5305

IP5305这是英集芯专门为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。

英集芯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。IP5305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。

应用案例:

(1)拆解报告:网易云音乐真无线耳机—音乐π

(2)拆解报告:先锋SEC-E221BT真无线TWS耳机

(3)拆解报告:Pioneer先锋 SEC-E110BT TWS真无线蓝牙耳机

(4)拆解报告:PIHEN 品恒 G5 TWS真无线耳机

Maxim美信

1、Maxim美信MAX77734

美信MAX77734是一个很小的PMIC,适用于大小和简单性都很关键的应用程序。该集成电路集成了线性模式锂电池充电器、低损耗线性稳压器(LDO)、模拟多路复用器和双通道电流接收器驱动器。

该充电器是专为小型电池系统,需要精确的终端低至0.375mA。当输入电源接通时,即使电池耗尽,电路也能立即调节系统电压。

150mA LDO的输出可在0.8V和3.975V之间通过I2C进行编程。模拟多路复用器使外部ADC能够对电池V&I信号进行转换,以进行功率监测。电流接收器每一个都能下沉12.8毫安,并且可以编程为LED以自定义模式闪烁。

应用案例:

(1)全网首拆:SONY索尼WF-1000XM3真无线降噪耳机

2、Maxim美信MAX8969

合金电感下面的小芯片是美信 MAX8969,这是设计简单的1A升压转换器,采用小尺寸封装, 适用于任何单节Li+电池供电应用。IC具有保护功能,例如 输入欠压锁定、短路保护和过热关断等。轻载条件下,IC可无缝切换到跳脉冲模式,以提高效率。这种模式下,仅在需要时进行开关工作,通过降低开关频 率和电源电流来保持高效工作。

应用案例:

(1)全网首拆:SONY索尼WF-1000XM3真无线降噪耳机

MicrOne微盟

1、MicrOne微盟ME2188

微盟ME2188是一系列高转换效率、低功耗、高工作频率的PFM同步升压DC-DC转换芯片。芯片利用PFM控制电路,根据负载电流大小自动切换占空比系数,可获得低纹波、高效率、宽输出电压范围的一系列产品。芯片内置同步开关管及芯片的低消耗电流,有效的提高了DC-DC的转换效率和设备的使用周期。外围仅需要三个元件,就 可以完成低输入电池电压升压到所需的工作电压。

应用案例:

(1)拆解报告:Motorola 摩托罗拉 Verve Buds 200 真无线耳机

(2)拆解报告:EDIFIER 漫步者 HECATE GM6 TWS游戏耳机

(3)拆解报告:EDIFIER 漫步者 LolliPods 真无线耳机

NXP恩智浦

1、NXP恩智浦610A3B KN3704

NXP恩智浦 610A3B KN3704 USB逻辑和充电IC。

应用案例:

(1)拆解报告:Apple 苹果 国行AirPods Pro 真无线主动降噪耳机

(2)拆解报告:Apple苹果AirPods真无线耳机

2、NXP恩智浦S10A38

NXP S10A38 N94S25 USB logic and charging IC 充电芯片。

应用案例:

(1)拆解报告:Apple 苹果 国行AirPods二代 真无线耳机

NATLINEAR南麟

1、NATLINEAR南麟LN2054

南麟LN2054是一个完善的单片锂离子电池恒流/恒压线形电源管理芯片。它薄的尺寸和小的外包装使它适用于便携式产品的应用。更值得一提的是,LN2054专门设计适用于USB的供电规格。得益于内部的MOSFET结构,在应用上不需要外部电阻和阻塞二极管。在高能量运行和高外围温度时, 热反馈可以控制充电电流以降低芯片温度。

充电电压被限定在4.2V,充电电流通过外部电阻调节。在达到目标充电电压后,当充电电流降低到设定值的1/10时,LN2054就会自动结束充电过程。当输入端(插头或 USB 提供电源)拔掉后,LN2054 自动进入低电流状态,电池漏 电流将降到 2μA 以下。LN2054 还可被设置于停止工作状态, 使电源供电电流降到 2μA。其余特性包括:充电电流监测, 输入低电压闭锁,自动重新充电和充电已满及开始充电的标标志。

应用案例:

(1)拆解报告:GLIDiC Sound Air TW-5000 真无线耳机

2、NATLINEAR南麟XT2052

南麟XT2052是可以对单节可充电锂电池进行恒流/恒压充电的充电器电路芯片。该器件内部包括功率晶体管,应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。XT2052只需要极少的外围元器件,并且符合USB总线技术规范,非常适合于便携式应用的领域。

热调制电路可以在器件的功耗比较大或者环境温度比较高的时候将芯片温度控制在安全范围内。内部固定的恒压充电电压为 4.2V,充电电流通过一个外部电阻设置。当输入电压(交流适配器或者 USB 电源)掉电时,XT2052自动进入低功耗的睡眠模式,此时电池的电流消耗小于 0.1μA。内置防反灌保护电路,当电池电压高于输入电压时,自动关闭内置功率 MOSFET。其它功能包括输入电压过低锁存,自动再充电,以及充电状态/充电结束状态指示等功能。

应用案例:

(1)拆解报告:Dacom大康K6H TWS无线充蓝牙耳机

3、NATLINEAR南麟XT4054

南麟XT4054是一个完善的单片锂离子电池恒流/恒压线形电源管理芯片。它薄的尺寸和小的外包装使它适用于便携式产品的应用。更值得一提的是,XT4054专门设计适用于USB的供电规格。得益于内部的MOSFET结构,在应用上不需 要外部电阻和阻塞二极管。在高能量运行和高外围温度时, 热反馈可以控制充电电流以降低芯片温度。

充电电压被限定在4.2V,充电电流通过外部电阻调节。在达到目标充电电压后,当充电电流降低到设定值的1/10 时,XT4054就会自动结束充电过程。当输入端(插头或 USB 提供电源)拔掉后,XT4054 自动进入低电流状态,电池漏 电流将降到 2μA 以下。XT4054 还可被设置于停止工作状态, 使电源供电电流降到 25μA。

应用案例:

(1)拆解报告:Motorola 摩托罗拉 Verve Buds 500 真无线耳机

QX泉芯

1、QX泉芯QX2303

泉芯 QX2303 系列产品是一种高效率、低纹波、 工作频率高的 PFM 升压 DC-DC变换器。该系列产品仅需要四个元器,就可完成将低输入的电池电压变换升压到所需的工作电压,非常适合于便携式1~4 节普通电池应用的场合。

电路采用了高性能、低功耗的参考电压电 路结构,同时在生产中引入修正技术,保证了 输出电压的高输出精度及低温度漂移。

QX2303可提供SOT-23-3, SOT-23-5, SOT-89封装形式,SOT23-5 封装内置 EN使能端, 可控制变换器的工作状态,可使它处于关断省 电状态,功耗降至最小。

应用案例:

(1)拆解报告:GLIDiC Sound Air TW-5000 真无线耳机

2、QX泉芯QX2304

泉芯QX2304系列产品是一种低功耗、高效率、低纹波、工作频率高的PFM同步升压DC-DC变换器。该系列产品仅需要三个元器,就可完成将低输入的电池电压变换升压到所需的工作电压。

应用案例:

(1)拆解报告:Motorola 摩托罗拉 Verve Buds 500 真无线耳机

Sgmicro圣邦微

1、Sgmicro圣邦微SGM4056

圣邦威SGM4056是一款性价比高、完全集成的高输入电压单电池锂离子充电器。充电器采用锂离子电池所需的CC/CV充电模式。充电器接受高达26.5V的输入电压,但当输入电压超过OVP阈值(通常为6.8V(SGM4056-6.8)或10.5V(SGM4056-10.5))时禁用,以防止过度功耗。26.5V的额定电压消除了低输入电压充电器所需的过电压保护电路。

充电电流和充电结束(EOC)电流可通过外部电阻编程。当电池电压低于通常的2.55V时,充电器以通常18%的编程充电电流对电池进行预处理。当充电电流在CV充电阶段降低到可编程EOC电流水平时,CHG引脚提供EOC指示,这是开路漏极输出。内部热折叠功能可防止充电器出现任何热故障。

应用案例:

(1)拆解报告:小米TWS蓝牙耳机 AirDots青春版

(2)拆解报告:Redmi 红米 AirDots TWS真无线耳机

2、Sgmicro圣邦微SGM41511 

圣邦微 SGM41511 I²C总线控制的3A单节锂电池充电器,支持功率路径管理和升压输出,且输入耐压更高,兼容TI BQ25601,可直接替换。

应用案例:

(1)拆解报告:小鸟TRACK AIR+真无线耳机十周年版

SinhMicro昇生微

1、SinhMicro昇生微SS809

SS809是一款集成了充放电管理的AD型单片机,内置丰富的接口功能,灵活的配置模式,和不同的低功耗选项。主要应用于需要充电和智能控制的便携式电子设备,带来精简的外围成本,优秀的性能和便捷的开发,如蓝牙耳机充电盒、LED灯组、手持式雾化器、个人护理设备、电子烟、香薰机、香薰灯、电子玩具等等,单片机内置线性充电单元为锂电池充电,升压IC将电池升压为耳机充电。

应用案例:

(1)拆解报告:1MORE 万魔 Stylish 真无线耳机

(2)拆解报告:Astrotec阿思翠 S80 真无线耳机

(3)拆解报告:EDIFIER 漫步者 HECATE GM6 TWS游戏耳机

(4)拆解报告:EDIFIER 漫步者 LolliPods 真无线耳机

(5)拆解报告:KUGOU 酷狗 彩虹糖 真无线耳机

(6)拆解报告:Linner 聆耳 NC100 真无线主动降噪耳机

(7)拆解报告:努比亚 nubia Pods TWS 真无线耳机

2、SinhMicro昇生微SS809Q

昇生微SS809Q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、电子烟、健身配件、个人护理设备等,并带来更简洁的外围、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。

应用案例:

(1)拆解报告:ABREMTEK 艾特铭客 E3 真无线耳机

Silergy矽力杰

1、Silergy矽力杰SY6918

矽力杰SY6918是一个5V适配器输入高达18V浪涌双向稳压器设计的单电池锂离子电池电源组的应用。采用先进的双向能量流控制,自动检测输入电源,实现电池充电模式和电池供电模式的交替。SY6918还集成了按键控制和LED状态指示。

应用案例:

(1)拆解报告:华为FreeBuds 真无线TWS蓝牙耳机

(2)拆解报告:HUAWEI 华为 FreeBuds悦享版 真无线耳机

(3)拆解报告:HONOR 荣耀 FlyPods青春版 真无线耳机

(4)拆解报告:JBL TUNE120 真无线耳机

(5)拆解报告:京鱼座 U-WORLD S1 真无线耳机

(6)拆解报告:MI 小米 TWS真无线蓝牙耳机 Air

(7)拆解报告:MI 小米 TWS真无线蓝牙耳机 Air 2

(8)拆解报告:Anker Soundcore LIBERTY AIR 真无线耳机

2、Silergy矽力杰SY7072

矽力杰SY7072是一种高效、同步、升压型变换器,专为单电池锂离子或锂聚合物,或两到三电池碱性镍镉或镍氢电池供电的应用而设计。它可以转换成1.8V的输入电压。主开关采用NMOS,同步开关采用PMOS。在关机模式下,SY7072可以将输出与输入断开。当输入电压超过规定的输出电压时,SY7072自动进入旁路模式。

应用案例:

(1)拆解报告:KULARK 百灵声学 真无线耳机

(2)拆解报告:MI 小米 TWS真无线蓝牙耳机 Air

(3)拆解报告:MI 小米 TWS真无线蓝牙耳机 Air 2

3、Silergy矽力杰SY6913C

矽力杰SY6913C电源管理IC是5V适配器产品,具有专为单节锂离子电池移动电源应用而设计的高达18V输入的浪涌双向稳压器。采用先进的双向能流控制和自动输入电源检测功能,以实现电池充电模式和电池供电模式交替运行。

还集成了放电启用、禁用控制和LED状态指示功能。SY6913C采用QFN3x3封装,采用最小化便携式的PCB布局尺寸以实现广泛应用。

矽力杰SY6913C最大18V输入电压浪涌,内置电源路径NFET和电源开关,500kHz开关频率操作。具有内部补偿的Tri流、恒流、恒压充电模式,最大2A恒定充电电流,最大1A升压输出电流,4.2V、4.35V可选电池电压,+/- 0.5%的电池电压精度。

具有充/放电/故障状态指示灯功能,放电控制逻辑,可编程输入电流限制,动态电源管理,逐周期峰值电流限制。输入电压UVLO和OVP,升压输出短路保护,以及热关机保护。

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