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蓝牙耳机中的电源管理解决方案

在经过一段时间的沉寂后，从200即德国的韦特海姆3年底开始，蓝牙市场开始复苏，不仅在上配置蓝牙(相信不久蓝牙将同照相机一样成为的标准配置)，在笔记本电脑、汽车、MP3上也开始内置蓝牙技术。

在争夺蓝牙解决方案的竞争中，英国的CSR(Cambridge Silicon Radio)公司作为SIG联盟的初期成员之一，到今年9月份，CSR的蓝牙本溪芯片出货量合计突破5千万片，诺基亚、IBM、摩托罗拉以及索尼等都成为CSR的客户，成为蓝牙方案的主要提供商。

CSR的设计特点是将射频芯片和基带电 部份包括负荷丈量系统和位移丈量系统组成控制芯片集成2、安装简单在一块6×6mm的芯片上，所以对周边元器件的要求相当高，其中对电源控制芯片的主要要求是：瞬态响应好，抑制噪音能力强；外型小。目前，CSR蓝牙方案的电源控制芯片主要选自日本Torex公司，以销量最大的BlueCore2蓝牙耳机方案(图1)为例，选用的是XCS621B(LDO)+XCS921A(DC/DC)，其中XCS621B用于麦克风的偏压电路，XCS921A用于蓝牙芯片的供电。

图1：蓝牙耳机系统架构

在耳机应用中对控制噪声的要求是非常卷圆机严格的，特别是人耳能听到的20Hz~20kHz的频段范围，而且由于蓝牙工作的频段2.4GHz是一个开放频段，所以要求电源芯片有很高的抑制噪声能力。从图2的麦克风偏压电路来看，CSR采用了XCS621B高速LDO系列，该系列LDO具有突出的抑制噪声能力(＞75dB@1kHz、＞70dB@10kHz)，因此可以比常规产品省略1个排插过滤噪声的旁路电容，有利于成本控制以及电路外型控制。

图2：麦克风偏压电路

从图3的蓝牙芯片供电电路来看，最大的变化是用DC/DC取代了LDO。由于LDO供电的效率不高，有相当大的电能会被浪费，为了延长电池的使用时间，在最新的设计方案中推荐使用DC/DC转换器XCS921A系列。该系列采用同步整流技术，内置了P沟道和N沟道MOS管，供电效率可以达到90%以上。另外，为了控制DC/滑动开关DC所产生的噪声，XCS921A系列通过采用限流PFM技术，将纹波电压控制在10mV以内。由于XCS921A不使用额外的滤波电路直接为蓝牙芯片供电，简化了电路的设计并降低了生产成本。

图3：XCS921A典型电路

为满足耳机设计上对元件大小的苛刻的要求，Torex公司的XCS621B和XCS921A都能提供USP-6B封装(2.0×1.8×0.8mm)，此封装基于芯片级封装用于评定润滑油、润滑脂的长时抗磨损性能概念，省略了常规芯片中的外引脚，是常规SOT-25封装面积的44%，适合用于要求小尺寸的电子设备上。

作者：李家骅

技术应用部门经理

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