如果您正在設計真無線耳塞，它們需要具備一些關鍵功能：

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量來節省空間，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。考慮到這一點，讓我們繼續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，而且在現場（或客戶喜歡稱之為“現實生活”）。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（一生中可能數千次）。而且每次發生這種情況時，它并不總是表現出太多的愛，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，我們現在發現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據和功率傳輸組合到單個有線通道中，從而有效地將數據信號疊加到電源上。這被稱為“電力線通信”（類似于電源插座可用于擴展有線網絡通信的方式）。MAX20340通過提供雙向直流電力線通信接口實現了該技術的新穎變體，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 的速率進行雙向數據傳輸。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-升壓轉換器。

正如我們已經說過的，為了防止發熱，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（由升壓轉換器提供）的輸入與電池電壓之間的電壓差應持續最小化。上圖20343所示的MAX3為降壓-升壓轉換器，采用動態電壓調節（DVS）技術即可實現此工作。MAX20340定期查詢耳塞電池電壓，并將此信息提供給外殼側微控制器。然后，微型調節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，這些耳塞能夠以最少的熱量快速充電。

審核編輯：郭婷