需要快速設計小巧可靠的耳塞？

如果您正在設計真無線耳塞，它們需要具備一些關(guān)鍵功能：

體積小

可靠性

快速高效的電池充電

讓我們更詳細地看一下這些密切相關(guān)的功能中的每一個，以了解它們的重要性，并找出阻礙您在耳塞設計中實現(xiàn)它們的方式。

體積小

耳朵有各種形狀和大小，但即使是耳朵最小的人也需要找到佩戴舒適的耳塞。“真無線”耳塞沒有任何電線真是太好了，但實現(xiàn)這一目標的電子設備必須去某個地方。這可能是顯而易見的，但您需要抓住每一個機會，通過減少使用的組件數(shù)量來節(jié)省空間，使外殼盡可能小。使用無線連接讓您的耳塞與其充電盒通信聽起來可能很聰明，但這需要一個額外的 IC，占用空間（并且也需要電源）——這正是我們試圖避免的?？紤]到這一點，讓我們繼續(xù)看看下一個重要功能。

可靠性

不使用時，無線耳塞通常會放回充電座中。許多耳塞使用三個（或更多）針腳連接到塢站。

然而，更多的引腳意味著更多的故障點，不僅在制造過程中，而且在現(xiàn)場（或客戶喜歡稱之為“現(xiàn)實生活”）。請記住，每個耳塞都會從一個人的耳朵中取出并在其底座中更換，通常每天幾次（一生中可能數(shù)千次）。而且每次發(fā)生這種情況時，它并不總是表現(xiàn)出太多的愛，被迫忍受各種苛刻的待遇，有時甚至是不愉快的條件！在設計無線耳塞時，您應該始終尋找方法來最大限度地減少耳塞/充電器接口上的引腳數(shù)量（理想情況下只有兩個），以使它們不太可能斷裂。

快速高效的電池充電

真無線耳塞的一個缺點（與其有線耳機表親相比）是它有電池。眾所周知，電池會變電，當這種情況發(fā)生時，音樂會停止 - 字面意思！起床和再次運行取決于電池充電的速度——顯然，越快越好，但我們在這里需要小心。在工程師的世界里，效率是“熱量”的代名詞，如果耳塞充電效率不高，它們很快就會變熱。除了熱量對電池壽命不是很好之外，沒有人愿意將熱耳塞放在耳朵里。您正在尋找的是受控充電，可以讓電池快速充電，同時保持耳塞涼爽。但這對我們之前的觀點有影響——受控充電需要耳塞與其充電器之間的通信，這就是為什么在耳塞/充電器接口上使用三個（或更多）引腳很常見的原因。

因此，我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)自己處于這樣的地步，如果我們想要受控電池充電，我們需要一個具有兩個以上引腳的充電接口，但這會降低可靠性。解決此問題的一種方法是在耳塞和充電器之間使用無線通信，但是，正如我們之前所說，這會增加耳塞的尺寸并導致電池更快地耗盡。似乎沒有最佳解決方案...還是有？

圖3中的電路布置使用兩個IC的組合來克服這些問題。

耳塞與其充電盒通信的一種更有效方法是將數(shù)據(jù)和功率傳輸組合到單個有線通道中，從而有效地將數(shù)據(jù)信號疊加到電源上。這被稱為“電力線通信”（類似于電源插座可用于擴展有線網(wǎng)絡通信的方式）。MAX20340通過提供雙向直流電力線通信接口實現(xiàn)了該技術(shù)的新穎變體，適用于空間有限的應用。使用該 IC，接口上的引腳數(shù)量可以減少到兩個，這是理想的解決方案，允許以高達 166.7kbps 的速率進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。主IC位于充電盒中，每個耳塞中都有可尋址的從機IC。

圖3.該圖顯示了用于控制耳塞電池充電的通信IC和降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。

正如我們已經(jīng)說過的，為了防止發(fā)熱，耳塞電池充電需要盡可能高效地完成。通過仔細觀察該過程，我們可以找到可能被忽視的功率損耗源。充電盒中的鋰離子電池（通常為3.7V）通常使用DC-DC轉(zhuǎn)換器IC升壓至5V。然后，耳塞中的線性充電器使用該電壓進行電池充電。但是，即使耳塞電池電壓在充電過程中上升，它始終低于 5V。過大的電壓導致電力以熱量的形式浪費。為防止這種情況，隨著充電過程中電池電壓的上升，線性充電器（由升壓轉(zhuǎn)換器提供）的輸入與電池電壓之間的電壓差應持續(xù)最小化。上圖20343所示的MAX3為降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，采用動態(tài)電壓調(diào)節(jié)（DVS）技術(shù)即可實現(xiàn)此工作。MAX20340定期查詢耳塞電池電壓，并將此信息提供給外殼側(cè)微控制器。然后，微型調(diào)節(jié)MAX20343的輸出電壓，使其與耳塞電池電壓加上線性充電器所需的額外開銷相匹配。這樣做的好處是最大限度地減少了外殼側(cè)電池的能量浪費，同時還減少了耳塞的熱量。

正如他們所說，問題有待解決，MAX20340和MAX20343使我們能夠解決設計小巧、可靠的耳塞的挑戰(zhàn)，這些耳塞能夠以最少的熱量快速充電。

審核編輯：郭婷