高集成度藍牙耳機電源管理方案
引言：隨著越來越多的手機支持藍牙功能,藍牙耳機已成為手機的必備選件。藍牙耳機的電源管理設(shè)計要求外圍組件少,集成度高,同時滿足藍牙芯片對負載響應(yīng)和噪聲抑制的要求。
圖1：TC1303在藍牙耳機上的應(yīng)用電路。
無線立體聲耳機成為2005年的熱門產(chǎn)品。隨著越來越多的手機支持藍牙功能,藍牙耳機已成為手機的必備選件。同時,隨著支持MP3播放的立體聲藍牙耳機的推出,藍牙耳機已能夠同時連接到藍牙移動電話和音樂播放器,這必將給藍牙應(yīng)用帶來新的亮點。
藍牙耳機的核心是射頻和基帶處理兩部分,為適應(yīng)功能的集成和設(shè)計的小型化,CSR、Broadcom等公司已將射頻和基帶處理功能集成在一起,如CSR BlueCore4高集成的藍牙芯片,封裝最小為6×6mm。整個耳機的電源管理設(shè)計要求外圍組件少,集成度高,同時滿足藍牙芯片對負載響應(yīng)和噪聲抑制的要求。
藍牙耳機多采用鋰電池供電,其電壓范圍為2.7V至4.2V。電池容量為90mAH至170mAH。為滿足更長時間通話及音樂播放的需要,電池容量有逐漸增加的趨勢。另外,基于ARM或DSP內(nèi)核的藍牙芯片需要兩組電源(如1.8V和2.7V)分別對內(nèi)核和I/O供電。同時,麥克風(fēng)也需要一個“干凈”的偏置電壓。
基于上述系統(tǒng)電源的需求,Microchip推出了高度集成的、小尺寸的電源管理方案,包括TC1303和MCP73855。其中,TC1303為高集成的電源轉(zhuǎn)換芯片,MCP73855為高集成的線性鋰電池充電芯片。TC1303在3×3mm 10引腳DFN封裝中集成了一個500mA同步降壓轉(zhuǎn)換器和一個300mA低壓差LDO,并具有電壓正常指示引腳(Power-Good)。其標(biāo)準(zhǔn)固定電壓輸出組合,如1.8V/2.7V,恰好滿足BlueCore2對電源的要求。圖1為TC1303在藍牙耳機上的應(yīng)用電路。
圖中500mA的同步DC/DC轉(zhuǎn)換器集成了P溝道和N溝道MOSFET,采用2MHz的開關(guān)頻率,轉(zhuǎn)換效率達到92%以上。高開關(guān)頻率和PWM/PFM自動切換技術(shù)可使工程師選擇低至2.2μH的表貼電感和陶瓷電容,即可滿足濾波和藍牙芯片對紋波的要求。TC1303內(nèi)集成的LDO可提供300mA的輸出電流,且只有137mV電壓差。為了進一步減小DC/DC開關(guān)噪聲對電路設(shè)計的影響,在芯片設(shè)計時將LDO的電源地引腳和DC/DC電源地引腳分開,保證了LDO輸出可以給I/O部分和麥克風(fēng)提供“干凈”的電壓。
圖2：MCP73855在藍牙耳機設(shè)計中的應(yīng)用電路。
