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高集成度藍(lán)牙耳機(jī)電源管理方案

作者: 時(shí)間:2014-11-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  隨著越來越多的手機(jī)支持功能,耳機(jī)已成為手機(jī)的必備選件。同時(shí),隨著支持MP3播放的立體聲耳機(jī)的推出,藍(lán)牙耳機(jī)已能夠同時(shí)連接到藍(lán)牙移動(dòng)電話和音樂播放器,這必將給藍(lán)牙應(yīng)用帶來新的亮點(diǎn)。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/265768.htm

  藍(lán)牙耳機(jī)的核心是射頻和基帶處理兩部分,為適應(yīng)功能的集成和設(shè)計(jì)的小型化,、Broadcom等公司已將射頻和基帶處理功能集成在一起,如 BlueCore4高集成的藍(lán)牙芯片,封裝最小為6×6mm。整個(gè)耳機(jī)的電源管理設(shè)計(jì)要求外圍組件少,集成度高,同時(shí)滿足藍(lán)牙芯片對(duì)負(fù)載響應(yīng)和噪聲抑制的要求。

  藍(lán)牙耳機(jī)多采用鋰電池供電,其電壓范圍為2.7V至4.2V。電池容量為90mAH至170mAH。為滿足更長時(shí)間通話及音樂播放的需要,電池容量有逐漸增加的趨勢。另外,基于ARM或DSP內(nèi)核的藍(lán)牙芯片需要兩組電源(如1.8V和2.7V)分別對(duì)內(nèi)核和I/O供電。同時(shí),麥克風(fēng)也需要一個(gè)“干凈”的偏置電壓。

  基于上述系統(tǒng)電源的需求,推出了高度集成的、小尺寸的電源管理方案,包括TC1303和MCP73855。其中,TC1303為高集成的電源轉(zhuǎn)換芯片,MCP73855為高集成的線性鋰電池充電芯片。TC1303在3×3mm 10引腳DFN封裝中集成了一個(gè)500mA同步降壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)300mA低壓差LDO,并具有電壓正常指示引腳(Power-Good)。其標(biāo)準(zhǔn)固定電壓輸出組合,如1.8V/2.7V,恰好滿足BlueCore2對(duì)電源的要求。圖1為TC1303在藍(lán)牙耳機(jī)上的應(yīng)用電路。

  

 

  圖1:TC1303在藍(lán)牙耳機(jī)上的應(yīng)用電路。

  圖中500mA的同步DC/DC轉(zhuǎn)換器集成了P溝道和N溝道MOSFET,采用2MHz的開關(guān)頻率,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到92%以上。高開關(guān)頻率和PWM/PFM自動(dòng)切換技術(shù)可使工程師選擇低至2.2μH的表貼電感和陶瓷電容,即可滿足濾波和藍(lán)牙芯片對(duì)紋波的要求。TC1303內(nèi)集成的LDO可提供300mA的輸出電流,且只有137mV電壓差。為了進(jìn)一步減小DC/DC開關(guān)噪聲對(duì)電路設(shè)計(jì)的影響,在芯片設(shè)計(jì)時(shí)將LDO的電源地引腳和DC/DC電源地引腳分開,保證了LDO輸出可以給I/O部分和麥克風(fēng)提供“干凈”的電壓。

  

 

  圖2:MCP73855在藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用電路。

  TC1303提供的電壓正常指示引腳可以連接到藍(lán)牙芯片的I/O,以監(jiān)視供電電壓的狀態(tài)。電壓正常指示引腳可以檢測DC/DC輸出電壓(TC1303A)或LDO輸出電壓(TC1303B),甚至可分別檢測這兩路輸出,實(shí)現(xiàn)順序上電,滿足不同藍(lán)牙芯片對(duì)供電的要求。

  MCP73855可提供鋰電池充電管理功能,片內(nèi)集成的MOSFET、電流檢測電阻和反向阻斷二極管可提供最大400mA的充電電流,并可通過外接電阻或直接由I/O輸出設(shè)置所需的充電電流。MCP73855可自動(dòng)完成鋰電池的預(yù)充、恒流、恒壓充電控制,并把充電狀態(tài)輸出到LED或藍(lán)牙芯片。配合適當(dāng)?shù)耐鈬娐罚潆姞顟B(tài)指示引腳可以驅(qū)動(dòng)雙色LED,實(shí)現(xiàn)充電過程及充電結(jié)束的分別顯示。圖2為MCP73855在藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用電路。

  TC1303和MCP73855的小尺寸封裝(3×3mm)以及簡單的外圍電路,構(gòu)成了一個(gè)低成本、高性能、高度集成的藍(lán)牙耳機(jī)電源管理方案,這個(gè)方案也可適用于最新播放MP3的立體聲藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)計(jì)。工程師利用它和藍(lán)牙芯片,可以設(shè)計(jì)更加舒適、時(shí)尚、易用,同時(shí)重量輕巧的藍(lán)牙立體聲耳機(jī),使用戶能夠在移動(dòng)時(shí)欣賞音樂,又永遠(yuǎn)不會(huì)漏接電話。

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