【应用】基于瑞萨单芯片电源管理IC DA9168的真无线立体声（TWS）耳机充电底座解决方案

时间： 2022-07-27 来源：Renesas

近年来，TWS（真无线立体声）技术在蓝牙耳机领域得到了广泛的应用，两者相结合的TWS蓝牙耳机也凭借着小巧的外观、出色的音质一举成为最受消费者青睐的电子时尚单品。与此同时，由于TWS耳机需要依靠小型集成电池工作，因此大多数用户需随身携带匹配的底座/充电盒，以便随时随地为其充电。

恩要为大家介绍的成功产品组合便是一款集成了USB-C、USB-A和带高度优化的TWS充电器电源管理IC（PMIC）的真无线立体声（TWS）耳机充电底座解决方案。方案中使用的PMIC将具备逆向升压功能的DC/DC降压充电器以及两个独立控制的LDO相结合，可为耳机提供单独控制的电压。另外，此解决方案还支持基于UART的电力线通信（PLC）功能，以控制所需的充电电压并传输SoC/SoH等信息。

方案中使用的PMIC是RENESAS旗下可配置的单芯片电源管理IC DA9168，其集成的双LDO和反向升压功能，可支持USB On-The-Go（USB-OTG）标准。此外，该PMIC芯片在非常紧凑的体积内实现了极低的静态电流消耗，这使其非常适用于众多注重空间的、电池供电的消费类应用。不仅如此，得益于DA9168的多种省电模式，使得产品无论是闲置存放还是在运行中，都可以延长电池寿命。在供电设计方面，方案可通过USB连接器或单芯片5W无线电源接收器（P9222-R）为该PMIC供电。供电路径由2：1电源多路复用器（SLG591401C）自动选择。

为了补充任何TWS充电器底座的基本功能集，方案中添加了一个具有USB BC1.2接口的小型16位MCU——RL78/G1C，以便从任何可用的USB类型电源中获得最佳充电支持。除此之外，借助此MCU，也可使方案支持更多的高级设置，如进行功率调节以优化每个音频设备的充电速度，通过定制的UI来显示充电状态、电池的剩余电量（SoC）等。

对于高级充电算法，例如对连接的耳机直接充电的设计，方案集成了一个SLG46108 GreenPAK™可编程混合信号矩阵作为连接电源的PLC调制器/解调器接口单元来添加与UART兼容的电力线通信接口。该设计使每个耳机能够控制其充电的电压和电流，而无需大尺寸的集成电源控制，从而节省底座和耳机之间的引脚数量，减少了PCB面积和成本。

除了上述优势，该方案还将低功耗蓝牙芯片 DA14683集成到系统中，可实现设备跟踪、无需插入耳机即可收集SoC信息以及无线软件更新等功能。

随着TWS蓝牙耳机的热度持续高涨，消费者对于耳机充电底座的要求也逐步提高。因此，各大厂商在生产时，不仅要考量TWS耳机本身的使用体验，也需对耳机充电底座设计进行创新。对此，瑞萨电子作为全球知名的综合半导体解决方案供应商，将自身优质的产品集成于成功产品组合中，为客户在创新设计方面提供新的思路。

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