每款TWS藍牙耳機都會隨機配備一款與之匹配的充電盒,充電盒能為其提供電力以及收納存放的功能。TWS藍牙耳機充電盒雖然是耳機附件,但是它的作用至關重要。由于耳機盒設計比較精致,體積較小,導致電池容量不高,所以超低自放電是一項硬性指標。(通過先進技術可以抑制電池自行放電,有效降低自身能耗,從而達到長時間保存電力)。除此之外耳機盒電源芯片高集成度、安全性、性價比等也是工程師關注的重要方向。
- 充電盒內部構造
下面我們將從TWS耳機充電盒內部構造、TWS耳機充電盒頂針的用途等方面進行深度介紹,給大家解析如何設計一款優秀的TWS藍牙耳機充電盒。
TWS真無線藍牙耳機由兩只沒有線纜,相互獨立的耳機和一個為它們充電的耳機充電盒組成。在現今技術中,TWS真無線藍牙耳機的充電方式基本上都是由耳機充電盒進行充電,一方面是因為耳機小巧的內部無法容納更大的電池,另一方面是充電插座和其它元件都會占用更大的空間。
- 電源管理控制
TWS耳機充電盒里面的電源PCBA主要有兩大用途,既要負責充電盒內部電池充電,還需要負責充電盒內部電池升壓輸出為耳機充電。此外還肩負安全防護,防止內置鋰電池過充、過放、短路、過流等保護功能。
首先,控制外部電源給TWS耳機電池盒充電,將外部充電器電量充入鋰離子電池。這里的外部充電器主要為5V的充電器,如常見的手機適配器,接口為MicroUSB或USB-C,然后降壓轉化為鋰離子電池所需的4.2V電壓進行充電,此外還有4.3V或4.35V多個規格。充電芯片有分為線性和開關兩種,其中開關充電效率高、發熱低,是目前主流的充電方式。
其次,TWS耳機電池盒電源PCBA還需要對外給TWS藍牙耳機供電,這時又會將鋰離子電池升壓為5V,然后輸出給耳機,耳機通過內部的充電電路完成對內置電池的充電。如此一來,當TWS耳機需要用電的時候,就可以放回充電盒自動補充電量。
充電盒升壓芯片也分為同步和非同步兩種,其中同步架構的效率高、發熱低,非同步整流效率低一些,和移動電源的道理是一樣的。
- 電池的種類
TWS藍牙耳機充電盒經常使用的電池有兩大類,聚合物電池和圓柱電池。最為常見的是鋰離子聚合物電池,這個在業內又稱為軟包電池,這類電池跟手機上使用的一樣。常見的形態都為方塊狀,由于電池尺寸可以靈活定制,適合設計小巧、輕薄的電池盒。
除此之外,18650電池也有在充電盒中也有大量使用。這類電芯直徑為18mm,長度為65mm,外觀酷似圓柱體,因此業內也叫圓柱電池。18650電池是行業的通用標準,適合大規模批量制造,因此在很多行業都有大量采用,包括大名鼎鼎的特斯拉電動車。
- 外觀結構解析
TWS藍牙耳機充電盒的外殼腔體用于固定、保護內部耳機、電路、電池,屬于非常精密的結構部件。從圖片上可見,里面內置了眾多骨架和扣位,一方面起到加強殼體強度,另外做到嚴絲合縫。此外,有的電池盒還預留了暗埋磁鐵的槽位,用于翻蓋自動吸附,以及耳機收納時固定。
TWS耳機充電盒頂針的用途
TWS充電盒中的金屬觸點,英文名為Pogo Pin,這個章節我們來聊關于頂針的設計。有些廠商是將其單獨放在一個小板上,大多數還是直接在主板上板載頂針。在TWS耳機充電盒上,我們有見過多種規格的頂針,有2根、3根、5根等等。那么這些頂針分別是什么用途呢? - 兩根頂針
市面上最為常見的,這個設計可以滿足TWS耳機充電剛需。兩個頂針分別為正極和負極,用于將TWS充電盒電池倉的電量輸送給耳機。
- 三根頂針
三根頂針的設計也比較常見。對于方案設計,用于耳機盒跟耳機通訊,耳機盒知道耳機的充電狀態、對碼、了解耳機狀況。對于產線測試,可以配合耳機盒上的MicroUSB/USB-C接口,配合自動化測試設備,來測試耳機的綜合指標。
- 五根頂針
而五根頂針的這種設計,兼顧了以上兩種用途,還具備更多功能。這類設計在高端的TWS藍牙耳機才能看到,比較少見。除了具備三根頂針的方案設計、產線測試等需求外,還可用于耳機內部存儲的數據傳輸、耳機固件升級等功能。
深圳市回映科技創新出品一款萬能充電盒的解決方案,該方案可以實現一個充電盒就能適配多種不同藍牙耳機進行充電,節省資源,方便外出。
(1)該方案要同時滿足可單獨給蘋果耳機充電,也可單獨給多種入耳式耳機充電或者給入耳式和蘋果耳機同時充電
(2)在給耳機充電過程中要有指示燈提醒狀態
左邊代表入耳式充電狀態:1.當有任何一個耳機充電頂針未對位好充電接觸點時,通過指示燈提醒一種狀態(比如亮紅燈) 2.兩個耳機同時對位好,充電過程中指示燈提醒一種狀態(比如紅藍燈交替閃爍) 3.當耳機充滿電后,指示燈提示一種狀態(比如藍燈長亮)
右邊代表蘋果耳機充電狀態: 1.當有任何一個耳機充電頂針未對位好充電接觸點時,通過指示燈提醒一種狀態(比如亮紅燈) 2.兩個耳機同時對位好,充電過程中指示燈提醒一種狀態(比如紅藍燈交替閃爍) 3.當耳機充滿電后,指示燈提示一種狀態(比如藍燈長亮)
(3)充電盒電量指示燈(霍爾開關,開、關蓋的時候要有電量指示)
TYPE-C接口要支持輸出、輸入雙向充,電壓保護等
回映科技
深圳市回映電子科技有限公司是基于Edge-AI技術的個護健康服務商。旨在為企業客戶提供個護健康領域全方位的底層技術模塊的研究,智能產品戰略布局,智能產品的整體解決方案,智能產品研發標準化建立、技術專利護城河的建立、研發團隊技術能力培養等服務。
團隊成員先后服務過包括飛利浦、艾康生物、迪安診斷、康永生物、聚光科技、南孚電池、星際悅動、法萊奧、西工大、西電、杭電、桂電、浙江大學、中科院先進技術研究院、中北大學、宇泛智能、瑞萊普、邁的智能等200多家企業,涵蓋上市企業、行業龍頭、行業高端企業,智能制造型企業,累計開發電子產品應用設計方案300多個。
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