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此前，充电头网分享了《商机：这个无线充市场体量仅次于手机，位居第二！》、《TWS蓝牙耳机大爆发：13大原厂推出17款无线充电盒芯片》，在无线充电以及TWS蓝牙耳机从业小伙伴的朋友圈广泛传阅，数万工程师阅读。
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。苹果在Airpods二代的耳机充电仓中新增无线充电功能，实现无线蓝牙 无线充电的“真无线”功能，使用体验更好，被认为是TWS耳机的终极形态。
下面我们将从TWS耳机无线充电盒内部构造、TWS充电盒电源管理芯片案例、TWS充电盒无线充电芯片案例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蓝牙耳机无线充电盒。
一、TWS耳机无线充电盒内部构造
TWS真无线蓝牙耳机由两只没有线缆，相互独立的耳机和一个为它们充电的耳机无线充电盒组成。
在现今技术中，TWS真无线蓝牙耳机的充电方式基本上都是由耳机充电盒进行充电，一方面是因为耳机小巧的内部无法容纳更大的电池，另一方面是充电插座和其它元件都会占用更大的空间。
1、电源PCBA
TWS耳机充电盒里面的电源PCBA主要有两大用途，既要负责充电盒内部电池充电，还需要负责充电盒内部电池升压输出为耳机充电。此外还肩负安全防护，防止内置锂电池过充、过放、短路、过流等保护功能。
首先，控制外部电源给TWS耳机电池盒充电，将外部充电器电量充入锂离子电池。这里的外部充电器主要为5V的充电器，如常见的手机适配器，接口为MicroUSB或USB-C，然后降压转化为锂离子电池所需的4.2V电压进行充电，此外还有4.3V或4.35V多个规格。充电芯片有分为线性和开关两种，其中开关充电效率高、发热低，是目前主流的充电方式。
其次，TWS耳机电池盒电源PCBA还需要对外给TWS蓝牙耳机供电，这时又会将锂离子电池升压为5V，然后输出给耳机，耳机通过内部的充电电路完成对内置电池的充电。如此一来，当TWS耳机需要用电的时候，就可以放回充电盒自动补充电量。
充电盒升压芯片也分为同步和非同步两种，其中同步架构的效率高、发热低，非同步整流效率低一些，和移动电源的道理是一样的。
要实现无线充电功能，需要电源管理 无线接收二合一模组，或者在现有TWS耳机盒PCBA基础上GND 直接外挂独立无线接收。
2、无线充接收线圈
无线充电线圈，是TWS耳机无线充电盒实现无线充电接收功能的重要组件之一。一般采用多股细漆包线并绕，底下为隔磁片。
TWS耳机充电仓体积小，所使用的小线圈耦合较差的状况，厂商会对线圈参数和系统参数进行仿真优化。
3、电池
据我爱音频网拆解，TWS蓝牙耳机充电盒经常使用的电池有两大类，聚合物电池和圆柱电池。
最为常见的是锂离子聚合物电池，这个在业内又称为软包电池，这类电池跟手机上使用的一样。常见的形态都为方块状，由于电池尺寸可以灵活定制，适合设计小巧、轻薄的电池盒。
除此之外，18650电池也有在充电盒中也有大量使用。这类电芯直径为18mm，长度为65mm，外观酷似圆柱体，因此业内也叫圆柱电池。18650电池是行业的通用标准，适合大规模批量制造，因此在很多行业都有大量采用，包括大名鼎鼎的特斯拉电动车。
18650电池的单体容量从2000mAh-3500mAh都有，可选的容量段丰富，用于TWS蓝牙耳机充电盒可给耳机提供更多续航时长。但是其体积比较大，用于设计TWS蓝牙耳机充电盒会略厚。
4、外壳
TWS蓝牙耳机充电盒的外壳腔体用于固定、保护内部耳机、电路、电池，属于非常精密的结构部件。从图片上可见，里面内置了众多骨架和扣位，一方面起到加强壳体强度，另外做到严丝合缝。此外，有的电池盒还预留了暗埋磁铁的槽位，用于翻盖自动吸附，以及耳机收纳时固定。
5、顶针
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。
2）三根顶针
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
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充电盒电源管理芯片有哪些
通过我爱音频网拆解发现，TWS蓝牙耳机充电盒内部构造是一个小容量的充电宝，包含了充放电电路、保护电路、电池三部分。相比充电宝电路而言，对小电流输出效率和静态低功耗的控制显得格外重要。
不少电源芯片原厂基于原有的产品线做下升级，就能应用到这类产品当中。目前这块市场的被以下品牌占据，如钰泰、英集芯、德州仪器、思远、矽力杰等都有爆款解决方案。
我们整理了部分TWS蓝牙耳机充电盒典型应用案例，资料如下。
据我爱音频网统计，目前共有7大主流充电盒电源IC厂商，20款主流电源IC。接下来我们带大家一起了解目前市面上主要几款TWS真无线蓝牙耳机的充电盒电源管理IC（按品牌名称首字母排序）。
1、ETAsolutions钰泰
ETAsolutions钰泰半导体，是国内知名电源管理设计公司。其优秀的设计团队来自Maxim顶尖设计人员独立创业，专注于DC/DC 技术领域。公司创立于2008年，于香港和上海两地注册，在上海张江高科技园区设有研发及运营中心。 钰泰科技于2009年率先推出业内第一款同步升压/降压IC，成功地在中国的电源市场占有一席之地。
1）ETAsolutions钰泰ETA6884
ETAsolutions钰泰ETA6884充放电三合一电源管理IC。这是上海钰泰最新推出的单芯片方案，其采用了全新的架构，高达20V的输入耐压，开放的端口定义，2.4A输出能力，以满足不同工程师的应用要求。不仅如此，其充分开放了应用工程师所需的端口，全新的产品风格和充放电路径翻转功能，三态EN控制，精准电量显示。
2）ETAsolutions钰泰ETA9638
ETAsolutions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。
另外，针对移动电源应用，ETA9638无需外围搭配MOSFET、DW01、肖特基等器件，解决了一个移动电源的几乎所有需求，极大的降低了系统总成本，并提升系统厂商的生产效率。
3）钰泰ETA9640
钰泰ETA9640是一个高集成度电源管理单元，它含有一个高效的同步升压变换器和一个线性电池充电器功能。在锂电池输入条件下，升压电路可提供高达 5V-1A 的输出能力，而充电器能从 AC 适配器获得 1A 的充电能力。
在停机状态下，短路时，或者其他不可靠的情况发生时，升压电路会自动关断输入至输出的环路。这不仅省略了一个外部的 MOSFET，并且这个控制环路为芯片在各种过载情况下，提供了可靠的保护能力。
4） 钰泰ETA9697
钰泰半导体最新推出了一款蓝牙耳机充电仓方案ETA9697，主打低功耗、高耐压两大特色。
据了解，钰泰ETA9697是一款新型的充放二合一蓝牙充电仓解决方案，芯片功耗低至1μA，官方宣称支持16V耐压，实际耐压可达20V。该芯片采用ESOP8封装，外围电路简洁，非常适合体积小巧的蓝牙耳机充电仓。
2、INJOINIC英集芯
英集芯科技有限公司是一家专注于高性能、高品质的数模混合集成电路芯片研发和销售的IC设计公司。其优秀的设计团队来自世界知名大型IC设计公司，拥有10年以上先进的数模混合芯片的设计、生产和测试技术经验。英集芯科技在电源管理，电池管理，无线信号处理和高性能音频信号处理等领域有独特技术。
1）INJOINIC英集芯IP5305
IP5305这是INJOINIC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。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。
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。
3、LPS微源半导体
1）微源半导体LP7800
微源半导体LP7800TWS耳机仓专用芯片，内置30V过压保护OVP充电，95%高效率升压，15uA超低待机功耗，可调型高精度负载电流检测。DFN超小封装，无外围器件，负载自动识别。
2）微源半导体LP28300
微源半导体LP28300无线充电型TWS耳机充电芯片，支持快充，24V高压输入，能量都会充入电池，同步降压开关式充电高达94%以上效率，DFN超小封装。
4、Maxim美信
美信半导体是MaximIntegrated的中文名，是半导体制造供应商，成立于1983年。公司总部在美国加州。2001年，Maxim并购了Dallas Semiconductor。Maxim的使命是提供极具创新的模拟和混合信号解决方案，为客户的产品提供增值服务。公司在欧洲、亚洲、美国建立分支机构，在中国的办事处有北京、上海、深圳三处。
1）Maxim美信MAX77650
Maxim美信MAX77650 PMIC，具有一路升降压和三路稳压输出，且输出电压可编程，并可对电池充电。提供高度集成电池充电和电源方案，用于尺寸和效率至关重要的低功耗可穿戴应用。具有SIMO升/降压调节器，提供三路独立可编程电源轨，采用单电感，最大程度减小方案尺寸。150mA LDO提供纹波抑制，适用于音频和其它对噪声敏感的应用。
5、SG Micro圣邦微
SG Micro圣邦微电子是一家专注于高性能、高品质模拟集成电路研发和销售的半导体公司。圣邦微的技术团队由行业的国际资深专家组成，他们拥有先进的模拟集成电路设计能力，丰富的工艺、生产、测试的管理经验及一套完整的可靠性测试流程。圣邦微产品高达16大类1000多款，全部符合欧盟RoHS标准和绿色环保标准。它的通用模拟IC产品性能优良、品质卓越，达到国际一流厂商的先进水平，部分产品性能更是遥遥领先国际水准。
1）SG Micro圣邦微SGM40561
SG Micro圣邦威SGM40561高压输入单节锂离子电池充电芯片，最高输入耐压30V，有效防止浪涌损坏。支持4.2/4.3/4.35V锂电池或者聚合物锂电池充电。无需外部防反接二极管，提供节省空间的TDFN-2×2-8L封装，得益于超小体积，在TWS耳机盒中使用广泛。
6、Silergy矽力杰
Silergy矽力杰股份有限公司成立于2008年2月，总部位于美国硅谷Sunnyvale，国内目前设有杭州、西安、南京、上海、厦门、北京、成都等研发中心，销售团队以深圳为核心，分布于华南、华东、华北各地。 矽力杰一直致力于高功率密度高效率电源芯片的研发，产品广泛应用于消费电子、通讯电子类设备、计算机等领域。
1）Silergy矽力杰SY6918B
Silergy矽力杰SY6918B是一颗高效率双向升降压单芯片，可为主流电子设备充电，输入输出均为5V 1A。其内部集成功率开关管，功率路径管理，外围元件简洁。它不仅适用于大电流高效率的应用场合，还能支持小电流充电模式，是一款性价比非常高的TWS蓝牙耳机充电盒主控。
7、TI德州仪器
TI美国德州仪器公司，是世界上最大的模拟电路技术部件制造商，全球领先的半导体跨国公司，以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世，主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。德州仪器（TI）总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，并在25多个国家设有制造、设计或销售机构。
1）TI德州仪器BQ21040
TI德州仪器BQ21040是一款0.8A、单输入、单节锂离子和锂聚合物电池充电芯片。面向空间受限类便携式应用的高度集成锂离子和锂聚合物线性 电池充电器的理想选择。此器件可由一个 USB 端口或交流适配器供电运行。具有输入过压保护的高输入电压范围支持低成本、未稳压的适配器。
2）TI德州仪器BQ24073
TI德州仪器BQ24073路径管理充电IC，这颗芯片输出电压最高为4.4V，通过USB端口或交流适配器运行，最高支持1.5A 的充电电流。它在输入电压范围内具有输入电压保护功能，因此支持非稳压适配器。
3）TI德州仪器BQ24232H
TI德州仪器BQ24232H是高度集成的锂离子线性充电器和系统电源路径管理IC，可由一个 USB 端口或交流适配器供电运行并支持 25mA 至 500mA 的充电电流。具有输入过压保护功能的高输入电压范围支持低成本、未稳压的适配器。
4）TI德州仪器BQ25120
TIBQ25120 是一款高度集成的电池充电管理IC，集成了可穿戴设备的最常用功能：线性充电器、稳压输出、负载开关、通过计时器手动复位以及电池电压监测。该集成降压转换器是一款具有低 IQ 的高效率开关，其采用 DCS 控制技术，可进一步提升轻载效率，负载电流可低至 10??A。
运行和关断期间的低静态电流有助于延长电池寿命。该器件支持 5mA 至 300mA的充电电流。输入电流限制、充电电流、降压转换器输出电压、LDO 输出电压等参数均可通过 I2C 接口进行编程。
此外，TI德州仪器还推出了BQ25120升级版BQ25150，这颗芯片电流从BQ25120的300mA提升到500mA。
8、TPS思远半导体
深圳市思远半导体有限公司，成立于2011年，是一家开发具有自主知识产权的数模混合 信号集成电路设计企业。 以“服务、品质、创新、共赢”为核心理念，为客户提供全方位、优质的电池管理系统级芯片解决方案。
1）TPS思远半导体SY7628/SY7629
TPS思远半导体SY7628/SY7629是一款专为小容量锂电池充电/放电应用设计的单芯片解决方案IC，集成了充电电流0.5A（可订制0.25A、1A版本）的开关充电管理模块，最大放电电流1.2A的同步升压放电管理模块，内置功率MOS。这套电池供电系统，广泛应用在蓝牙设备中。
SY7628/SY7629充电电流可调，同步升压效率高，静态功耗低，提高电池使用寿命。集成了电池电量检测、LED电量显示模块及按键功能模块，针对小容量锂电池（锂离子或锂聚合物）的应用，提供简单易用的解决方案。
三、TWS耳机无线充电盒芯片有哪些
今年年初的时候我们报过市面支持无线充电的TWS耳机热门品牌，不到3个月的时间，这一数量几乎翻倍，13家热门品牌推出了搭载无线充电的TWS耳机：包括苹果、三星、万魔、B&O、用维、大康、海威特、荣耀、华为、小鸟音响、魅族、魔浪、Rowkin等。当然这还只是热门品牌，市面支持无线充的TWS耳机真实数量远超这一数字。
据充电头网不完全统计，市面支持无线充电的TWS耳机，其所采用的无线充电接收芯片的品牌原厂主要包括：联智、酷珀微电子、易冲、劲芯微、凌通、IDT、美芯晟、新捷、伏达、瀚为矽科、意法半导体、德州仪器、紫光同芯等。
以下文章顺序，按照品牌英文名由A到Z的规则排列。
1、Celfras 联智
典型芯片：联智 CWR500
联智TWS无线充电接收模组
搭载联智CWR500的TWS蓝牙耳机专用无线充电接收模组，可实现有线无线切换，具备电池充电功能。作为无线充电接收IC，联智CWR500可提供高达5W无线充电功率。
据悉，多家品牌搭载联智CWR500无线充电接收芯片的TWS耳机产品即将面世，很快就会和大家见面。
2、COPO酷珀微电子
典型芯片：酷珀微电子 CP2021、CP2031产品案例：海威特 / 魔浪 / 用维TWS蓝牙耳机
为了应对TWS耳机市场不断变化的应用需求，南京酷珀微电子重拳出击，适时推出两款高集成度的Qi无线充电接收端SoC芯片CP2021和CP2031，该系列芯片均采用4.0mmx4.0mm 24-Pin QFN封装，是迄今为止面积最小，引脚最少的国产无线充电接收端SoC芯片：
CP2021是一款2.5W高集成度无线充电接收芯片，CP2031则是一款5W无线功充电接收芯片。尤其适合TWS耳机充电仓等各类小功率智能设备。
