電子發燒友網報道（文/莫婷婷）隨著TWS耳機性能的提升，對音頻體驗，功耗的要求也越來越高，對元器件的體積、性能等都提出了更高的要求。電源架構也在不斷優化，電感作為主要的元器件之一，與電源架構之間如何配合，來優化整體功耗，在TWS耳機上的電源有什么特點，功率電感該如何來配合？未來的發展趨勢又會如何發展？三體微市場總監趙文慶向電子發燒友網分享了最新的觀點。


提升TWS耳機續航能力，從電源架構入手

如今，TWS耳機的功能越來越豐富，性能也變得更強大。但從另一面考慮，新的功能需要更多的元器件配合，例如空間音頻需要增加陀螺儀、3D傳感器等元器件，然而性能和功能的升級都會增加功耗。

“TWS耳機的功能呈現多元化，這促使功耗不斷增長，我們的目標是要把功耗降下來，讓TWS耳機有更豐富功能的同時又具備輕便、高續航等優勢。但這其實是很難取得的性能平衡。”趙文慶向電子發燒友網表示。

電源架構與TWS耳機的功耗息息相關，調整電源架構或是另一種提升續航的解決方案。TWS耳機的電路分為充電倉和耳機兩部分。在通用架構中，充電倉只承擔了給耳機充電的功能，大部分的電路還是放在耳機狹窄的空間中，充電倉里就有空間被浪費了。
此外，通用電源架構在充電效率上也存在一定弊端。比如充電倉的電池需要升壓升到某個特定的電壓值，再去給耳機電池相對應的電壓充電。之所以要升壓，是因為兩個耳機的電池與充電倉電池之間的壓差通常是不一致的。高壓差會使得效率浪費，是造成續航低的原因之一，當壓差縮小，充電效率才會提高，續航也會越長。

趙文慶認為，下一代TWS耳機產品極有可能在電源構架上帶來新的調整，例如將耳機里的一部分電路放到充電倉里，通過減小壓差，可以在某些特定場景下讓充電盒給耳機充電的次數增加，在充分利用空間的同時提高效率，由此提升整個續航時間。不過這樣的方案是高成本的，且需要充電盒與耳機需要通訊，需要整套方案聯合設計，因此預計會在品牌廠商的旗艦級產品中率先應用。這類高端的應用方案，對功率電感的選型規格會和現在通用方案完全不同，且三體微已有完整布局。

抑制TWS耳機底噪電流音，追求更純凈的高音質

TWS耳機除了在本身功能不斷迭代升級，功耗卻要追求不斷更低的難題外，TWS耳機本身的產品硬性指標，對音質的追求，毋庸置疑的在不斷提升，無論從主芯片端開發的LE Audio，驍龍暢聽等軟件技術，Hi-Res Audio小金標高品質音樂等認證標準，都是對TWS耳機音質追求的明顯標志。

“在2022年一整年中，明顯觀察到終端品牌對耳機的底噪聲，電流音等有越來越高的要求，如，在播放靜音文件時，盡可能的沒有雜音，在藍牙互聯電流最大的時候，不能有一些異常的聲音來影響用戶體驗”趙文慶提到。

功率電感，在其通電工作時，會產生感應磁場，再通過產生的感應磁場轉換成電能，來回交替的實現儲能作用，這個過程中，產生的感應磁場的強與弱，會明顯對周圍器件的干擾與被干擾有著顯著的差異。同時，不同工藝的功率電感，繞線方向的不同，也會產生不同方向的磁感應線，干擾與被干擾需要考慮的結構堆疊也截然不同。功率電感除了在追求更高電氣參數，提升整機續航的同時，也需要不斷優化漏磁，降低電感工作時產生的Noise。

趙文慶表示，在去年三體微推出了，業界首款全磁屏蔽精密繞線電感，顯著得提升了產品用戶體驗，繼而在今年年初又推出了更高性能，更低漏磁的產品系列，在高端品牌的認可和鼓勵下，公司將沿著這個產品思路，繼續投入更大的研發力量，研發更高規格的功率電感，提高產品價值。

用電感助力續航能力，三體微突破高感值天花板

在目前傳統電源構架的TWS耳機中，對低功耗的追求從未止步，工程師在對主控芯片、電源芯片、存儲芯片、傳感器、電感等多種元器件的升級迭代時都會考慮到這一點，希望能夠把整體功耗降低。那么，電感作為電源架構的關鍵部件，可以為TWS耳機的續航作出哪些貢獻呢？

在TWS耳機中，需要用到的電感數量、規格，根據不同的主控平臺并不一致。在較為高端的主控平臺中，電感是單獨的電源電路，可以單獨控制負載，低端的主控平臺其實是一個總的電源電路，效率、續航就相對較差。一般而言，用到的電感數量越多，就能更精細地控制每個單元，提升整體續航水平。

“例如有5個單元，其中2個單元負載需要工作，而另外3個不需要工作的單元負載就可以獨立關掉，這樣的續航能力一定是會比5個單元同時開著的要好。越高端的主控平臺，功耗的痛點也越明顯，因此就會用到更多的電感數量；而不同的主控芯片，其產品定義對于EMI，loss switching等綜合因素考慮，其電源模塊的開關頻率定義也會不同，以及多單元控制和少單元控制的負載大小不同，對功率電感的感值需求就會不同，個別主控芯片有一些特殊的要求，三體微也有針對具體應用專門開發的物料”趙文慶提到。

作為磁性功率元器件的廠商，三體微的電感產品也在隨著TWS耳機的要求而迭代。據了解，三體微成立于2020年，在2021年Q1推出TWS耳機第一款產品——SDHL系列，是國內首創全磁屏蔽精密繞線電感。SDHL系列的推出為三體微打出了一條差異化道路。

全磁屏蔽在抗干擾性上有很大的優勢，由于半磁屏蔽電感銅線裸露在外，磁力線也就會分散在周圍，對于TWS耳機來說，周圍的很多器件都是非常緊湊的，不帶屏蔽的電感會比較容易干擾到晶振，Mic，功放等敏感的器件。而全磁屏蔽精密繞線電感可以優化干擾、嘯叫等問題，并且磁力線收攏，必要的時候電感底部可以走線，方便縮小整板面積。

為了提升效率，三體微在SDHL系列的基礎上推出加強版SDHK系列，頂部采用高密度磁粉。SDHL系列的頂部采用的是UV膠，換成高密度磁粉對整體的效率以及降低干擾都提升非常明顯。第三方主控平臺的數據顯示，與SDHL系列對比，在大部分輕載的應用場景下，效率可以提升10%。效率的提升也意味著續航能力也能得到明顯的提高，特別是待機低功耗的場景時。



三體微在電感工藝上不斷突破，在SDHL系列推出之前，只有日本太誘一家國際廠商可以生產類似全磁屏蔽精密繞線電感，三體微突破了國內市場的空白，并且獲得多家客戶的認可。至今一年半的時間里，三體微產品已量產的終端平臺有高通、絡達、恒玄、物奇、瑞昱、炬芯、藍訊、杰里、Nodic、紫光、泰凌微等，終端品牌有HARMAN、JBL、MoMA、小米、紅米、REALME、ONEPLUS、安克、榮耀、FIIL、魅族、HAYLOU、NOKIA、PHILIPS、TCL、QCY、愛奇藝、喜馬拉雅、魔聲等。

目前，三體微已經推出了全球首創高感一體成型電感——SIRB 系列，三體微將獨創的SIRB工藝冠名為“水滴”電感。SIRB系列的尺寸為1608，其優勢體現在高感值上。1608一體成型電感當中，業內的電感廠商最高只能做到4.7uH，得益于工藝上的創新，SIRB系列可以實現22uH的高感值。如今，客戶可以選擇4.7uH、10uH，甚至是15uH、22uH的產品，SIRB系列的推出給電感市場的選型帶來洗牌。

“為什么電感需要高感值呢？對于開關電源，選擇什么樣的感值可以提升效率，有一個理論的計算公式，對Buck電路來說，L=Vo/(Io*Iripple*Freq)*(1-Vo/Vin)，對于TWS耳機來說，絕大部分應用場景是佩戴著待機狀態，Io即負載電流很小，提高電感感值的選取，對輕載時的效率幫助非常大”趙文慶表示。


除了1608尺寸的SIRB系列，三體微還在研發更小尺寸的1006全磁屏蔽和半磁屏蔽電感，預計在今年年底明年年初進入送樣階段。據了解，在1006小尺寸方面，當下還是以日系廠商為主，國內廠商還未推出全磁屏蔽電感。若是三體微該產品的推出，或將打破國際廠商的壟斷。