解析如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机充电盒？

　　TWS蓝牙耳机充电盒虽然是耳机附件，但是它的作用至关重要，由于耳机盒设计比较精致，体积较小，导致电池容量不高，需要长途物流、静默搁置，所以超低自放电是一项硬性指标。
　　除此之外耳机盒电源芯片高集成度、安全性、性价比等也是工程师关注的重要方向。
　　下面我们将从TWS耳机充电盒内部构造、TWS耳机充电盒顶针的用途、TWS充电盒芯片案例等方面进行深度介绍，给大家全面解析如何设计一款优秀的TWS蓝牙耳机充电盒。
　　TWS耳机充电盒内部构造
　　TWS真无线蓝牙耳机由两只没有线缆，相互独立的耳机和一个为它们充电的耳机充电盒组成。
　　在现今技术中，TWS真无线蓝牙耳机的充电方式基本上都是由耳机充电盒进行充电，一方面是因为耳机小巧的内部无法容纳更大的电池，另一方面是充电插座和其它元件都会占用更大的空间。
　　1、电源PCBA
　　TWS耳机充电盒里面的电源PCBA主要有两大用途，既要负责充电盒内部电池充电，还需要负责充电盒内部电池升压输出为耳机充电。此外还肩负安全防护，防止内置锂电池过充、过放、短路、过流等保护功能。
　　首先，控制外部电源给TWS耳机电池盒充电，将外部充电器电量充入锂离子电池。这里的外部充电器主要为5V的充电器，如常见的手机适配器，接口为MicroUSB或USB-C，然后降压转化为锂离子电池所需的4.2V电压进行充电，此外还有4.3V或4.35V多个规格。充电芯片有分为线性和开关两种，其中开关充电效率高、发热低，是目前主流的充电方式。
　　其次，TWS耳机电池盒电源PCBA还需要对外给TWS蓝牙耳机供电，这时又会将锂离子电池升压为5V，然后输出给耳机，耳机通过内部的充电电路完成对内置电池的充电。如此一来，当TWS耳机需要用电的时候，就可以放回充电盒自动补充电量。
　　充电盒升压芯片也分为同步和非同步两种，其中同步架构的效率高、发热低，非同步整流效率低一些，和移动电源的道理是一样的。
　　2、电池
　　据我爱音频网拆解，TWS蓝牙耳机充电盒经常使用的电池有两大类，聚合物电池和圆柱电池。
　　最为常见的是锂离子聚合物电池，这个在业内又称为软包电池，这类电池跟手机上使用的一样。常见的形态都为方块状，由于电池尺寸可以灵活定制，适合设计小巧、轻薄的电池盒。
　　除此之外，18650电池也有在充电盒中也有大量使用。这类电芯直径为18mm，长度为65mm，外观酷似圆柱体，因此业内也叫圆柱电池。18650电池是行业的通用标准，适合大规模批量制造，因此在很多行业都有大量采用，包括大名鼎鼎的特斯拉电动车。
　　18650电池的单体容量从2000mAh-3500mAh都有，可选的容量段丰富，用于TWS蓝牙耳机充电盒可给耳机提供更多续航时长。但是其体积比较大，用于设计TWS蓝牙耳机充电盒会略厚。
　　3、外壳
　　TWS蓝牙耳机充电盒的外壳腔体用于固定、保护内部耳机、电路、电池，属于非常精密的结构部件。从图片上可见，里面内置了众多骨架和扣位，一方面起到加强壳体强度，另外做到严丝合缝。此外，有的电池盒还预留了暗埋磁铁的槽位，用于翻盖自动吸附，以及耳机收纳时固定。
　　TWS耳机充电盒顶针的用途
　　TWS充电盒中的金属触点，英文名为Pogo Pin，这个章节我们来聊关于顶针的设计。有些厂商是将其单独放在一个小板上，大多数还是直接在主板上板载顶针。
　　在TWS耳机充电盒上，我们有见过多种规格的顶针，有2根、3根、5根等等。通过查阅我爱音频网拆解报告可见，顶针使用具有规律性，整体分为两根针和三根及更多针。
　　那么这么多顶针分别是什么用途呢？
　　1、两根顶针
　　两根顶针的设计是面前市面上最为常见的，这个设计可以满足TWS耳机充电刚需。两个顶针分别为正极和负极，用于将TWS充电盒电池仓的电量输送给耳机。这样一来，如将TWS作为通话蓝牙耳机使用时，一只耳机在工作，另一只耳机可以放入充电仓补充电量；如此循环使用，可以满足超长续航需求。
　　2、三根顶针
　　三根顶针的设计也比较常见。对于方案设计，用于耳机盒跟耳机通讯，耳机盒知道耳机的充电状态、对码、了解耳机状况。对于产线测试，可以配合耳机盒上的MicroUSB/USB-C接口，配合自动化测试设备，来测试耳机的综合指标。
　　3、五根顶针
　　而五根顶针的这种设计，兼顾了以上两种用途，还具备更多功能。这类设计在高端的TWS蓝牙耳机才能看到，比较少见。除了具备三根顶针的方案设计、产线测试等需求外，还可用于耳机内部存储的数据传输、耳机固件升级等功能。
　　TWS充电盒芯片有哪些
　　通过我爱音频网拆解发现，TWS蓝牙耳机充电盒内部构造是一个小容量的充电宝，包含了充放电电路、保护电路、电池三部分。相比充电宝电路而言，对小电流输出效率和静态低功耗的控制显得格外重要。
　　不少电源芯片原厂基于原有的产品线做下升级，就能应用到这类产品当中。目前这块市场的被以下品牌占据，如钰泰、英集芯、德州仪器、思远、矽力杰等都有爆款解决方案。