作者： TI 工程師 Eileen Zhang

自從iPhone7取消3.5mm插孔后，藍牙耳機市場得到迅猛發展，藍牙耳機種類也層出不窮。相比普通藍牙耳機，TWS (True Wireless Stereo) 真無線藍牙耳機具有如下優點：左右單元無物理連接，完全摒棄有線煩惱，運動更自由；使用方式多樣，既可獨享，又可分享。

由于TWS耳機左右單元無物理連接的特性，一般情況下耳機無法通過microUSB接口充電。為了解決這個問題，幾乎所有的TWS耳機都配備了兼具充電和收納功能的便攜盒，沒電的時候只要把耳機放入盒內，便自動開始充電，十分方便。

圖1. TWS真無線藍牙耳機

耳機充電盒內需要升壓變換器，將鋰電池電壓升至5V給耳機充電。由于體積的限制，充電盒的電池容量一般在500mAH以內，可以支持兩個50mAH無線耳機充電3~4次左右。為了延長充電盒子的電池使用壽命，需要選擇超低功耗的升壓變換器。

德州儀器的TPS61099X系列升壓變換器的輸入電壓范圍是0.7V到5.5V，輸出電壓范圍是1.8V到5.5V。其整體靜態功耗只有1uA，可大幅延長充電盒子的使用時間；同時采用了1.23mm×0.88mm的6球WCSP 封裝，整體Layout圖如圖2所示。由于TPS610997固定輸出5V，可省下輸出反饋端的兩個分壓電阻，整體尺寸僅為4.7mm×3mm，使得其非常適合這個充電盒子應用。

圖2. TPS610997 Layout 圖

此外，TPS61099X還可實現真關斷，短路保護，以及Pass-Through功能。其中，芯片的Pass-Through可用于實現充電盒的負載檢測功能。當耳機未插入充電盒或者插入充電盒但已經充滿的情況下，升壓變換器不工作，但此時輸出端需要電壓信號來檢測負載狀態，從而控制升壓變換器是否啟動。

對于無Pass-Through功能的升壓變換器，通常在其輸入和輸出端之間接一個信號開關，當升壓變換器不工作時，信號開關開通，為輸出端提供電壓。而對于具有Pass-Through功能的TPS61099X升壓變換器，當其不工作時，鋰電池電壓也可以直通到輸出端，這就使得在不增加外部器件的情況下，也能實現負載檢測功能，從而簡化電路，節省成本。

使用TPS61099X對于延長充電盒電池壽命的計算

升壓變換器的靜態功耗對充電盒的充電效率及電池使用壽命有重要意義。以400mAH充電盒電池容量為例，如使用常規的升壓芯片（靜態電流都在50uA以上），每個月所消耗的靜態功耗會超過9%電池容量，對于這種類型的充電盒，長期不使用可能會造成內部鋰電池的損壞。而TPS61099X的靜態功耗為1uA，每個月所消耗的靜態功耗僅為0.18%的電池容量，極大的延長了充電盒電池使用壽命并提高了產品的可靠性。

德州儀器的TPS61099X系列升壓變換器不僅具有1uA超低靜態功耗，極大地提高了TWS真無線藍牙耳機的充電盒電池的使用壽命；而且還有Pass-Through等功能，簡化整體電路，節省成本。如果您感興趣，可到TI官網下載用戶手冊，以及關于TWS的參考設計TIDA-050007。

審核編輯：符乾江