TWS为True Wireless Stereo的缩写,即真正无线立体声。自苹果AirPods热卖以来,TWS耳机已经在市场上占据了一席之地,诸多知名耳机厂商纷纷跟进这一领域。TWS无线蓝牙耳机市场持续火爆,用于收纳以及充电的耳机充电仓必不可少。苹果即将在下一代Airpods的耳机充电仓中内置无线充电接收模组,实现无线蓝牙+无线充电的“真无线”功能,使用体验更好。


作为无线充电行业领导者,伏达半导体(NuVolta Technologies Inc.)在无线充电接收端芯片设计和方案开发领域拥有丰富的经验,1月23日魅族 zero 真无孔手机18W Super wireless Charge 超级无线快充技术所使用的无线充电接收端芯片NU1620即来自于上海伏达半导体。


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。针对耳机充电仓形状和大小的不同,也总结了不同线圈参数的设计方法。


在无线能量传输系统中,发射系统通过将交流电流输入发射线圈来产生磁场。磁场与接收侧线圈耦合,产生谐振交流电流。谐振交流电流(AC Current)通过整流桥转化为直流电压(VRECT),然后通过一个低跌落电压的LDO提供稳定可靠的直流电压给电池Charger。


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;可编程的FOD增益和偏移;利用电压、电流和温度测量的10位ADC,CLAMP电容和SINK电阻实现标准保护功能,如输入欠压闭锁、短路保护、过电压保护和热关机,进一步提高方案的可靠性; 集成32位MCU,满足各种应用和定制需求,对ASK通信方案、系统保护、状态报告和错误报告可以定制和优化。支持I2C通信接口,内置MTP支持重复烧写;同时具有WCSP和QFN封装,其中WCSP 3.05mmx3.05mm为业内最小封装。


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的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。

另一方面Buck开关稳压器电路要用外部电感,体积较大,有些还要使用外部MOS管,占用PCB板面积也相应的会大很多,而LDO电路则很简单,其外围电路只需要几个滤波电容,无论成本还是占用PCB板面积都低于Buck架构。


据悉,支持无线充电的新款AirPods充电盒,有望在2019年第一季度与苹果AirPower无线充电枕一起发布。下一代Airpods的无线充电技术极有可能不再像Apple Watch那样做加密处理,而是支持WPC无线充电联盟的Qi协议。同时最新的三星 galaxy watch 手表上使用了标准的Qi充电,而该方案采用的NU1610早在2018年初就已通过WPC Qi认证,兼容市面上WPC 发射端。


关于伏达半导体
伏达半导体(NuVolta Technologies Inc.)成立于美国硅谷,伏达的创业团队包括业界顶尖的工程师,主要来自德州仪器,NXP和BCD。具有平均25年的工作经验以及世界顶级的电源管理芯片设计、集成电路工艺设计、电源系统设计和线圈设计、磁场高精度防真的能力。他们设计的产品和创造的技术曾产生1亿美元的销售。
伏达专注无线充电芯片开发,通过对系统构架,电路以及器件工艺的全面创新,为各种无线充电应用场景提供系统解决方案。伏达半导体致力于无线充电相关知识的推广,并在微信公众号开设了伏达学堂,介绍无线充电的方方面面。

方案咨询购买
目前该芯片已经批量出货,该方案也可提供Demo板,有需要的客户可以与伏达半导体和授权代理商取得联系。NU1610相关资料获取详询hyan@nuvoltatech.com