本期《產品拆解》欄目將帶來這款Dyson Zone空氣凈化耳機的拆解。

耳機

前言：

研究顯示，PM2.5濃度越高，呼吸系統病癥和心血管病的發病率也會同步增高，PM2.5主要由日常發電、工業生產、汽車尾氣排放產生，在IQAir最新發布的《2022年全球空氣質量報告》顯示，在131個國家中，僅六個國家達到了世衛組織的PM2.5指導標準，也就是說全球90%的國家和人民遭受著空氣污染的危害。

目前市面上已經有各種各樣的凈化空氣的產品，那有沒有一款耳機是既能聽歌，又能同時凈化空氣的呢?有，它就是Dyson推出的可穿戴產品，空氣凈化耳機，耳機集面罩與頭戴式耳機于一體的Dyson Zone空氣凈化耳機采用獨特的圓形耳罩設計，耳機具有時尚感和舒適性。

本期《產品拆解》欄目將帶來這款Dyson Zone空氣凈化耳機的拆解。Dyson Zone空氣凈化耳機擁有專業級耳機主動降噪技術，耳機能夠減少環境噪聲，并提供更好的耳機聽音效果;40mm釹磁揚聲器驅動器，耳機能夠減少耳機聲音失真，盡可能還原音樂家創作的原始音樂素質?？偠鷻C諧波失真率低至0.08%(@1kHz)并采用了高端的電子元件和片組，耳機主動降噪技術使用了11個麥克風和一個降噪芯片，實現了耳機高精度的聲音處理。

Dyson Zone空氣凈化耳機工作原理-空氣凈化：

Dyson Zone空氣凈化耳機內置了戴森有史以來最小尺寸的馬達，9葉混流式葉輪，馬達每分鐘 9750轉。耳機每分鐘可輸出135L潔凈空氣。耳機氣流從耳罩旁邊進風口進入，經過雙重濾網后，再通過無接觸式面罩輸送到耳機用戶口鼻處，可以有效確保耳機用戶能夠呼吸到凈化過的空氣。

空氣凈化耳機主要元器件預覽:

恒玄雙模高速SoC BES2300

恩智浦微控制器 LPC5528

德州儀器三相無感正弦電機驅動器芯片 DRV10975

德州儀器單芯片鋰電池充電管理器 BQ25611d

潤石模擬集成電路 RS2254

Dyson Zone空氣凈化耳機拆解:降噪耳機與空氣凈化怎么同時實現?

首先我們將空氣凈化耳機的所有螺絲擰開，打開耳機外殼，由于電耳機機相線連接在控制板上，現將相線從控制板取下來，耳機揚聲器端子也一并拔開。

耳機

拆開耳機之后可以發現整副耳機聲學調音搭配多達11個麥克風，耳機采用ANC主動降噪技術，搭配耳機自身的被動降噪，降噪深度可達40dB2，耳機每秒監測周圍的噪音384,000 次。

戴森為了實現高保真音質，耳機把音樂細節呈現給廣大用戶，給到了頗為優秀的配置——40mm釹磁揚聲器驅動器，總諧波失真率低至0.08% (@1kHz)，加上智能音頻處理技術，意味著它能高度還原樂曲的原聲模樣，讓你的耳朵聽到最真實的音樂。

耳機

拆開耳罩層可以發現在被動降噪上，戴森對耳罩進行了優化設計。耳罩形態符合人體工學，佩戴時耳機可以整體貼合雙耳，不僅舒適度好，而且也能隔絕一部分外界噪音。

耳罩層

耳機

戴森空氣凈化耳機采用雙重濾網：靜電式濾網，可在不同氣候環境下實現凈化功能。富鉀炭濾網，過濾城市中的煙霧、有害氣體，并有效減輕二手煙及人體異味。

耳機

對面罩銜接耳機處進行拆解，耳機內置了戴森有史以來最小尺寸的馬達，耳機9葉混流式葉輪，耳機電機每分鐘9750轉，耳機每分鐘可輸出135L潔凈空氣。耳機氣流從耳罩旁邊進風口進入，再通過無接觸式面罩輸送到耳機用戶口鼻處，耳機可以有效確保用戶能夠呼吸到凈化過的空氣。

耳機

另外，我們還發現為了克服耳機馬達旋轉所帶來的噪音，戴森耳機還采用了專門研發的輕質底架，將馬達懸掛安裝，從而最大幅度地減少耳機振動的傳遞所造成的耳機噪音。但需要注意的是，耳機在開啟降噪，但沒有播放音樂的情況下，還是不可避免會聽到一些耳機馬達轉動時的嗡嗡聲，但如果播放音樂的話，基本上就感受不到了。

電路控制板

耳機

Dyson Zoom的核“芯”大腦。作為一款主動降噪兼空氣凈化的耳機，兩方面的核心處理器必不可少。

耳機

元器件1：

元器件1為恒玄雙模AIoT SoC芯片，型號：BES2300。BES2300是一款全集成自適應主動降噪方案，支持LBRT低頻轉發技術和藍牙雙模BT5.0，它還支持第三代FWS全無線立體聲技術、雙麥克風等，采用先進的28nm HKMG CMOS工藝，實現了業界領先的低功耗水平，音樂模式下的功耗小于5mA。支持降噪技術，尤其是高性能的自適應主動降噪技術，可以讓高端主動降噪耳機使用一顆全集成芯片實現高音質和主動降噪。BES2300還支持外接心率傳感器、加速度傳感器等等外接傳感器設備和eMMC閃存，可以達到外接存儲設備播放音樂的目的。

圖源恒玄科技

耳機

元器件2：

元器件2是一款高性能ARM Cortex-M33內核微控制器，來自恩智浦，型號LPC5528。該芯片采用了40nm工藝，主頻高達150MHz，具有豐富的外設和接口，適用于各種嵌入式應用。同時還具有512KBflash和256KB RAM，支持多種通信接口，如USB、SPI、I2C、UART等，并具有多個定時器、PWM輸出、ADC和DAC等外設。

圖源恩智浦產品說明書

耳機

元器件3：

元器件3為德州儀器的三相無感正弦電機驅動器芯片，型號：DRV10975。它是一款三相無感正弦電機驅動器芯片。采用內置MOS，運行最大電流1.5A。支持多種電機類型，如永磁同步電機、無刷直流電機和風扇電機等。此外，該芯片還支持多種保護功能，如過流保護、過溫保護和電壓保護等，可保護電機和芯片的安全性。

圖源德州儀器產品說明書

耳機

元器件4：

潤石CMOS模擬IC，型號：RS2254。它配置為四路雙邊單刀/單擲(SPST)開關。用于模擬或數字信號的傳輸或多路復用。

圖源潤石產品說明書

耳機

元器件5：

德州儀器單芯片鋰電池充電管理器 BQ25611d。BQ25611d高度集成了3A開關模式電池充電管理和系統電源路徑管理器件。它可為智能手機和平板電腦等各種應用提供快速充電功能和高輸入電壓。其低阻抗電源路徑對開關模式運行效率進行了優化，縮短了電池充電時間并延長了放電階段的電池運行時間。

耳機

圖源德州儀器產品說明書

國替峰岹三相內置MOSFET無傳感器磁場定向控制器 FT8215Q

Dyson方案馬達主控芯片為DRV10975，耳機驅動方式為無傳感器的正弦驅動，集成功率MOSFET的三相電機驅動器，可通過PWM、模擬、或I2C 輸入控制電機，電壓范圍為6.5-18.0V，最大持續電流為1.5A。

值得一提的是，作為電機驅動控制芯片的領軍企業，峰岹科技在消費電子和工業控制等各個領域都有較為領先的技術和眾多的產品應用方案;峰岹科技在空氣凈化耳機、電動口罩、呼吸機等空氣凈化類產品領域，可提供集成度更高、外圍器件更少、噪音更低的控制方案。

這款型號為FT8215Q的主控芯片， 是一款三相內置 MOSFET 無傳感器磁場定向控制直流無刷馬達驅動 IC。芯片集成度高，外圍元器件少，電機噪聲低，轉矩脈動小。其電壓范圍為5-18V，工作電流最大為2A，完全滿足此類應用。

耳機

兩款芯片對比數據：

主控芯片參數對比

耳機

FT8215Q的電壓、電流比DRV10975范圍更寬，且封裝尺寸上也較小，FT8215Q基本都具備了常規保護。在驅動方式上使用了靜音效果更好的無感FOC驅動控制。

應用原理圖對比

耳機

相電流波形對比

1啟動

FT8215Q加入了軟開關機的功能，在開指令時逐漸增加電機的電流，在關指令時逐漸減少電機的電流，使電機平滑啟動或關機，有效降低電流大小突變引起的噪音。

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半導體器件應用網總結

通過拆解，我們了解到這款Dyson Zone空氣凈化耳機核心處理器的核心元器件為德州儀器三相無感正弦電機驅動器芯片DRV10975，該芯片還支持多種保護功能，如過流保護、過溫保護和電壓保護等，可保護電機和芯片的安全性。國內電機驅動控制芯片領軍企業峰岹科技FT8215Q支持的電壓、電流范圍比DRV10975更寬，且封裝尺寸上也較小，FT8215Q具備了基本的常規保護。在驅動方式上使用了靜音效果更好的無感FOC驅動控制，因此可以看出峰岹科技三相內置 MOSFET 無傳感器磁場定向控制器FT8215Q是國產替代不錯的選擇，完全可以替代德州儀器相無感正弦電機驅動器芯片DRV10975。

相關鏈接：

峰岹科技致力于高性能電機驅動控制芯片設計及核心應用控制算法的研發，公司自主研發：電機控制芯片設計技術、電機設計技術、驅動架構、傳感器技術及電機矢量控制算法等;峰岹科技芯片產品和應用方案垂直細分市場分布于消費電子、運動控制、電動工具、IT及通信設備、汽車電子、工業設備及機器人等領域。

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審核編輯黃宇