即使在疫情為消費電子行業(yè)帶來巨大沖擊和不確定性的情況下，真無線耳機（TWS）仍然在今年保持快速的增長，全球市場研究公司Counterpoint Research預測，全球真無線耳機市場規(guī)模預計2020年將達到2.30億部，同比增長90%。
TWS耳機小巧、輕便、無拘無束的產(chǎn)品特性促使其快速增長。同時，隨著相關解決方案的不斷成熟，TWS耳機在音質(zhì)、連接穩(wěn)定性、傳輸延遲和功耗等用戶關心的產(chǎn)品力層面也在不斷提升。ANC主動降噪和AI語音助手的加入，也將耳機帶入更廣闊的應用空間。
與此同時，TWS耳機整體解決方案的成本也在不斷下降。從市場的整體趨勢來看，未來智能手機廠商將逐步以TWS耳機取代有線耳機。
目前，市場上大多數(shù)TWS耳機均由耳機本體和充電倉兩部分構成。如下是其功能框圖：
TWS耳機應用框圖
豪威集團旗下韋爾半導體擁有電源管理器件、分立器件、音頻器件、信號鏈和射頻器件等多條產(chǎn)品線，能夠為TWS耳機提供超低功耗電源管理、硅麥克風、霍爾傳感器、系統(tǒng)保護、模擬開關等，如框圖中綠色部分所示，涵蓋一個TWS耳機解決方案中SoC以外的大部分產(chǎn)品。
下面對這些產(chǎn)品做一些深入的介紹。
硅麥克風
韋爾半導體提供適用于ANC降噪功能的硅麥克風（MEMS Microphone）產(chǎn)品WMM7018ABSNA0，采用底部收音，2.75x1.85x0.90mm的超小尺寸設計。其信噪比高達65dB，能夠為TWS耳機提供靈敏的拾音和純凈的音質(zhì)，可下沉至20Hz的平坦頻響設計，能夠帶來優(yōu)異的低頻特性，有利于多MIC匹配，也為后續(xù)的算法提供更多空間，進一步提升TWS耳機的主動降噪性能。此外，其聲學過載點（AOP）高達130dBSPL，工作電流僅92uA，符合TWS耳機的寬輸入動態(tài)范圍和低功耗等要求。
為便于結構設計，韋爾還推出了與WMM7018ABSNA0同樣小尺寸封裝的頂部收音的降噪專用硅麥克風。其性能與WMM7018ABSNA0相當，頂進音的特點，簡化了用戶聲導管的設計，為整機結構設計帶來更大的靈活性。
低靜態(tài)電流LDO
韋爾半導體在國內(nèi)LDO市場有著非常好的市場占有率。為了滿足TWS耳機低功耗、小體積、輕量化等需求，推出靜態(tài)電流低、輸出精度高、封裝小的WL2825D和WL2815D，非常適合TWS耳機等智能可穿戴設備。
其中，WL2825D的靜態(tài)電流可低至0.6uA，能夠有效提高電能利用率，延長設備待機時間；±1%的高輸出電壓精度，確保負載工作在理想的供電環(huán)境。其采用DFN1X1-4L封裝，尺寸小，熱阻低，通用性強，能夠滿足TWS耳機輕便小巧的需求。
除了WL2825D，韋爾半導體還有具備更高帶載能力的WL2815D。其功耗稍高，價格更低，為側重性價比的客戶和應用提供了解決方案。提供1.2～3.3V多種輸出電壓版本，其封裝和WL2825D引腳兼容。
充電管理IC
在耳機充電方面，韋爾半導體推出了高集成度充電管理IC解決方案WS4538Q。其輸入耐壓高達28V，充電電壓精度達±1%，可編程充電電流為5～300mA，并具備熱管理功能。WS4538Q同樣采用超緊湊的封裝，高度僅為0.4mm，超小體積適合TWS耳機的空間需求。
此外，還有支持1A線性充電的WS4508S，其采用SOP-8L封裝，具備低截止電流等特性，線性充電外圍電路簡單，紋波小，成本低，可以滿足大多數(shù)充電倉的性能需求。
過流保護負載開關（OCP）
在TWS耳機充電倉當中，出于系統(tǒng)對充放電的安全要求，適配器輸入口和Pogo Pin都需要過流保護。
韋爾半導體推出的過流保護負載開關（OCP）WS4612EAA-5/TR具備較低的阻抗，在輸入電壓為5V時，正常的導通電阻僅為60mΩ，可有效減少發(fā)熱。其采用業(yè)內(nèi)成熟的SOT23-5L通用封裝，能夠適配更多TWS耳機解決方案，并有利于保證供貨穩(wěn)定。
過壓保護負載開關（OVP）
為了給充電接口提供更好的保護，抑制高壓浪涌，高性能的過壓保護負載開關（OVP）也是必不可少的。
韋爾半導體推出的高性能過壓保護開關WS3241C-12/TR導通電阻僅30mΩ（典型值），可以持續(xù)耐受高達29V的直流電壓。內(nèi)部集成浪涌泄放通路，抑制能力高達100V。對于TWS耳機等便攜式電子產(chǎn)品的充電接口后端電路的兩大天敵“高壓”和“浪涌”，能夠起到有效的防護和抑制作用，從而大大降低產(chǎn)品市返率。
浪涌和ESD保護
TWS耳機在日常使用中需要頻繁地進行取下、戴上等操作，對于其內(nèi)部的芯片產(chǎn)品來說，勢必面臨靜電考驗，需要采取相應的防護措施。
韋爾半導體為TWS耳機推出了全方位的ESD保護解決方案。
在充電倉側，韋爾半導體提供各種封裝的TVS，滿足充電倉側重點防護位置VBUS的不同的浪涌需求。例如采用DFN2020封裝的ESD56161D24，具有較低鉗位電壓（Vcl）和很高的脈沖峰值電流（IPP）。目前業(yè)內(nèi)對浪涌主流要求為±100V，同時要求滿足DC16V以上的直流耐壓，ESD56161D24則能夠滿足高達±300V的更為嚴苛的要求。
另有采用小尺寸0201封裝的ESD54191CZ可應用于VBAT及POGO PIN，可兼顧浪涌和ESD綜合防護性能。
在耳機側，重點防護的位置是VBAT、GPIO、POGO PIN，硅麥和DC電源。與充電倉的標準一樣，主流品牌的ESD需要滿足接觸放電4KV，空氣放電10KV的要求。部分品牌要求滿足接觸6KV，空氣15KV的高等級靜電防護要求。這對于超小尺寸的耳機設計提出了很大的挑戰(zhàn)。
韋爾半導體推出的TVS產(chǎn)品ESD73111CZ和ESD73131CZ，采用0201小尺寸封裝，具超低鉗位電壓（低至5.5V和6V），配合結構、電容、磁珠及l(fā)ayout的處理，可以迎接各種靜電挑戰(zhàn)。
MOSFET產(chǎn)品
韋爾半導體擁有多元化MOSFET配置，提供單N、單P、雙N型/雙P型、共Drain等組合型式。具備封裝小、高速開關、低開啟門限電壓、大電流和高可靠性等特點，能夠充分滿足TWS耳機靈活多樣的架構要求，減小元件空間占用，有效利用PCB面積。小體積的高速信號開關N溝道WNM2046E，具有封裝小、高可靠性等特點，可用于耳機系統(tǒng)的開關控制、通訊電路等。高速信號開關P溝道WNM2092C，可用于耳機系統(tǒng)的負載控制和保護。鋰電池保護MWNMD2171作為保護電路的關鍵器件，其經(jīng)歷了嚴苛的測試驗證和市場檢驗。DFN2*2-6L雙P溝道WNMD2084封裝緊湊、大電流、易操作，幫助客戶從容應對挑戰(zhàn)。
模擬開關
主流TWS耳機及充電倉多采取雙觸點接觸方式，充電倉為耳機充電以及與耳機實現(xiàn)通訊借助的是同一個觸點，需要功能切換。韋爾半導體推出的采用低Ron的雙路單刀雙擲開關WAS4729QB，采用QFN1418-10L封裝，尺寸僅為1.4mm x 1.8mm,占板面積小。其同時還具備邏輯控制簡單，電路穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
隨著TWS耳機的SoC方案不斷推陳出新、性能不斷進步，TWS耳機成為未來便攜音頻設備的主流已經(jīng)是必然的趨勢。
豪威集團以強大的技術儲備和研發(fā)能力以及完備的產(chǎn)品線為TWS耳機提供一站式解決方案，滿足TWS耳機產(chǎn)品高集成度、超低功耗的要求，推動新一代TWS耳機在通訊、音質(zhì)、續(xù)航等方面的用戶體驗不斷提升。未來還將持續(xù)推出更高性能，更低功耗，更小尺寸的新品，助力TWS耳機為廣大用戶帶來更好的使用體驗。
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