如果您正在設計真正的無線耳塞，它們需要具備一些關鍵功能：

小尺寸

可靠性

快速高效的電池充電

讓我們更詳細地了解這些密切相關的每一個功能，以了解它們為何如此重要，并找出在您的耳塞設計中實現這些功能的原因。

小尺寸

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。“真正的無線”耳塞沒有任何電線，這很好，但使這成為可能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可能聽起來很聰明，但這需要一個額外的 IC 占用空間（并且還需要電源）——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）引腳連接到底座。

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”）中。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，通常每天數次（一生中可能數千次）。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盡量減少耳塞/充電器接口處的針腳數量（理想情況下只有兩個），以降低它們斷裂的可能性。

快速高效的電池充電

真正的無線耳塞（與其有線耳機表親相比）的一個缺點是它有一個電池。眾所周知，電池會耗盡電量，當這種情況發生時，音樂就會停止 - 從字面上看！起床再走取決于電池充電的速度——顯然，越快越好，但我們需要在這里小心。在工程師的世界里，效率就是“熱”的代名詞，如果耳塞沒有有效地充電，它們很快就會變熱。除了熱量不利于電池壽命這一事實之外，沒有人愿意將發熱的耳塞放在耳朵里。您正在尋找的是受控充電，可讓電池快速充電，同時保持耳塞涼爽。

因此，我們現在發現，如果我們想要控制電池充電，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耗盡。似乎沒有最佳解決方案……或者有嗎？

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的方式是將數據和電源傳輸組合到一個有線通道中，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通過提供適用于空間有限應用的雙向直流電力線通信接口，實現了該技術的新變化。使用該 IC，接口上的引腳數可以減少到兩個，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，可尋址的從 IC 位于每個耳塞中。

圖 1. 用于受控耳塞電池充電的通信 IC 和升降壓轉換器的示意圖。

正如我們已經說過的，為了防止發熱，需要盡可能高效地為耳塞電池充電。通過仔細觀察這個過程，我們可以找到一個可能被忽視的功率損耗來源。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，該電壓由耳塞中的線性充電器用于電池充電。但是，即使在充電過程中耳塞電池電壓升高，它也始終保持低于 5V。過電壓導致功率以熱量的形式浪費。為防止這種情況發生，線性充電器的輸入（由升壓轉換器提供）與電池電壓之間的電壓差應隨著充電期間電池電壓的升高而持續最小化。MAX20343 _上面圖1所示的是一個升降壓轉換器，它可以使用一種稱為動態電壓縮放（或 DVS）的技術來管理這一點。MAX20340 會定期查詢耳塞電池電壓并將該信息提供給外殼側的微控制器。然后，微控制器調整 MAX20343 的輸出電壓，使其與耳塞電池電壓以及線性充電器所需的額外開銷相匹配。這樣做的好處是可以最大限度地減少外殼側電池中的能源浪費，同時還可以減少耳塞中的熱量。

因此，正如他們所說，問題已經解決了，MAX20340 和 MAX20343 讓我們能夠解決圍繞設計小型、可靠耳塞的挑戰，這些耳塞可以以最少的熱量快速充電。

審核編輯：郭婷