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藍芽耳機中的電源管理解決方案

上網時間: 2005年06月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:藍芽耳機  電源管理解決方案  藍芽耳機解決方案  藍芽  DC/DC 

圖1:藍芽耳機系統架構。

本文對CSR公司的藍芽耳機解決方案中使用的電源管理晶片進行了介紹,分析了Torex公司產品入選的原因。

在經過一段時間的沈寂後,從2003年底開始,藍芽市場開始復甦,不僅在手機上配置藍芽(相信不久藍芽將與照相機一樣成為手機的標準配置),在筆記型電腦、汽車、MP3上也開始內建藍芽技術。

在爭奪藍芽解決方案的競爭中,英國的CSR(Cambridge Silicon Radio)公司已爭取到諾基亞、IBM、摩托羅拉以及Sony等客戶,成為藍芽方案的主要供應商。

CSR的設計特點是將射頻晶片和基頻控制晶片整合在一塊6 × 6mm的晶片上,所以對周邊零配件的要求相當高,其中對電源控制晶片的主要要求是:瞬態響應好,抑制噪音能力強;外型小。目前,CSR藍芽方案的電源控制晶片採用了Torex的產品,以BlueCore2藍芽耳機方案(圖1)為例,搭配了XCS621B(LDO)+XCS921A(DC/DC),其中XCS621B用於麥克風的偏壓電路,XCS921A用於藍芽晶片的供電。

圖2:麥克風偏壓電路。

在耳機應用中對控制噪音的要求是非常嚴格的,特別是人耳能聽到的20Hz~20kHz的頻段範圍,而且由於藍芽工作的頻段2.4GHz是一個開放頻段,所以要求電源晶片有很高的抑制噪音能力。從圖2的麥克風偏壓電路來看,CSR採用了XCS621B高速LDO系列,該系列LDO的抑制噪音能力在1kHz時>75dB;在10kHz時>70dB,因此可以比常規產品省略1個過濾噪音的旁路電容,有利於成本控制以及電路外型控制。

從圖3的藍芽晶片供電電路來看,最大的變化是用DC/DC取代了LDO。由於LDO供電的效率不高,有相當大的電能會被浪費,為了延長電池的使用時間,在最新的設計方案中推薦使用DC/DC轉換器XCS921A系列。該系列採用同步整流技術,內建了P溝道和N溝道MOS晶體管,供電效率可以達到90%以上。另外,為了控制DC/DC所產生的噪音,XCS921A系列透過採用限流PFM技術,將紋波電壓控制在10mV以內。由於XCS921A不使用額外的濾波電路直接為藍芽晶片供電,簡化了電路的設計並降低了生產成本。

圖3:XCS921A典型電路。

為滿足耳機設計上對元件大小的苛刻的要求, XCS621B和XCS921A都能提供USP-6B封裝(2.0 × 1.8 × 0.8mm),此封裝基於晶片級封裝概念,省略了常規晶片中的外引腳,是常規SOT-25封裝面積的44%,適合用於要求小尺寸的電子設備上。

作者:李家驊


技術應用部門經理


Email: li@tdv.co.jp


Torex公司





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