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和噪聲抑制的要求。

    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，為適應功能的集成和設計的小型化，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和噪聲抑制的要求。

    圖1：tc1303在藍牙耳機上的應用電路。

    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)。其標準固定電壓輸出組合，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m(xù)osfet，采用2mhz的開關頻率，轉(zhuǎn)換效率達到92%以上。高開關頻率和pwm/pfm自動切換技術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開關噪聲對電路設計的影響，在芯片設計時將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部分和麥克風提供“干凈”的電壓。

    圖2：mcp73855在藍牙耳機設計中的應用電路。

    tc1303提供的電壓正常指示引腳可以連接到藍牙芯片的i/o，以監(jiān)視供電電壓的狀態(tài)。電壓正常指示引腳可以檢測dc/dc輸出電壓(tc1303a)或ldo輸出電壓(tc1303b)，甚至可分別檢測這兩路輸出，實現(xiàn)順序上電，滿足不同藍牙芯片對供電的要求。

    mcp73855可提供鋰電池充電管理功能，片內(nèi)集成的mosfet、電流檢測電阻和反向阻斷二極管可提供最大400ma的充電電流，并可通過外接電阻或直接由i/o輸出設置所需的充電電流。mcp73855可自動完成鋰電池的預充、恒流、恒壓充電控制，并把充電狀態(tài)輸出到led或藍牙芯片。配合適當?shù)耐鈬娐�，充電狀態(tài)指示引腳可以驅(qū)動雙色led，實現(xiàn)充電過程及充電結(jié)束的分別顯示。圖2為mcp73855在藍牙耳機設計中的應用電路。

    tc1303和mcp73855的小尺寸封裝(3×3mm)以及簡單的外圍電路，構(gòu)成了一個低成本、高性能、高度集成的藍牙耳機電源管理方案，這個方案也可適用于最新播放mp3的立體聲藍牙耳機設計。工程師利用它和藍牙芯片，可以設計更加舒適、時尚、易用，同時重量輕巧的藍牙立體聲耳機，使用戶能夠在移動時欣賞音樂，又永遠不會漏接電話。

    作者：李喻奎

    模擬應用工程師

    美國微芯科技公司