近期，国内电源管理领域翘楚—钰泰半导体股份有限公司（下称钰泰）推出了其新一代TWS充电仓PMU—ETA9030，这款产品技术上有哪些独到之处？又体现了钰泰对该领域技术趋势的何种洞察？带着这样的问题，爱集微日前与钰泰产品应用总监薛林进行了交流。
作者｜Mike 校对｜萨米
集微网消息，作为智能手机最为重要的配套设备，TWS耳机市场近年来出现爆发式增长，2021全年出货量已达3亿副以上。而在无线耳机使用过程中，续航是一个与音质同样重要的指标，想要实现“充电几分钟，听歌几小时”的理想体验，就离不开电源管理芯片的创新。近期，国内电源管理领域翘楚—钰泰半导体股份有限公司（下称钰泰）推出了其新一代TWS充电仓PMU—ETA9030，这款产品技术上有哪些独到之处？又体现了钰泰对该领域技术趋势的何种洞察？带着这样的问题，爱集微日前与钰泰产品应用总监薛林进行了交流。
ETA9030：卓越性能源于深厚积淀
TWS充电仓PMU，可以说向来是钰泰的“拳头产品”之一，初代ETA9697/ETA1061系列，在国内较早做到了低功耗、高耐压，受到一二线品牌大客户青睐，实现大批量应用，月出货量达到kk级别，在“爆款”打开市场后，钰泰又推出了ETA9084系列，在ETA9697基础上增加了LED状态指示等功能以适配客户灯显方案。
在与爱集微交流中薛林感言，ETA9030这款充电仓新品，一方面继承了此前两代钰泰充电仓PMU产品低功耗、高耐压性能特色，输入电压最高可达28V，待机功耗低至3uA， 还可通过ENBST实现彻底关闭输出（true-shutoff），另一方面，作为钰泰新一代产品，ETA9030还实现了相当多的性能升级：
第一，采用全新电路架构，由线性充电改为开关充电，大大提高充电效率，额定充电电流达到1A，升压转换效率达到90%以上，同时，由于开关充电从原理上避免了线性充电过高压差带来的功耗，还可有效降低充电温度。
第二，新的电源路径支持边充边放，对充电电流的检测也更加精确。
第三，增加NTC功能，电芯充放电过程中均可通过采样NTC电阻值，实现对内部温度的检测与控制，提高安全性，同时，充电时满足JEITA规范。
第四，内置I2C接口，实现对预充电流、恒定电流、截止电流等充电参数更灵活简便的再配置，也使外围器件更为精简，降低BOM成本。
第五，集成独立高速通讯模块，可以在充电过程中支持蓝牙耳机与充电仓之间115200及以上波特率通讯，延时与畸变极低。
第六，基于双向通信，充电仓可为蓝牙耳机进行跟随充电，即精确检测、步进调节充电仓与耳机之间压差，跟随耳机电池电压，从而有效降低充电温度，实现快速充电，同时由于充电转换效率提高，也相应延长了充电仓续航。
第七，集成状态检测功能，实现耳机出入仓检测、充满/过流检测。
薛林透露，为了实现上述性能升级，钰泰方面在产品研发过程中也进行了大量革新。
正如上文所述，ETA9030由线性充电改为开关充电架构，这带来了快充效率等方面的明显优势，但于此同时，开关充电相较传统的线性充电，在设计难度上也不可同日而语，开关噪声带来的电磁干扰（EMI）问题，需要在布局上配备更多电感、电容外围器件，增加空间占用，这对TWS充电仓这样的随身设备而言，设计挑战尤其艰巨。
根据薛林介绍，钰泰方面采用多种方法提高PMU集成度，在9030上最终实现了比较理想的结果，仅需搭配外围4颗电容+NTC电阻，满足了TWS充电仓的严苛尺寸要求。
作为国内最早开展开关充电技术研发的厂商之一，钰泰在相关领域已经有十年以上的技术积淀，其专利技术无需配套昂贵精密的sense电阻，具备尺寸方面的先天优势，同时，ETA9030集成的I2C模块，也使其充放电电流、电压实现可编程可调节，减少了外围器件需求，此外，ETA9030还实现了双向通讯level shifter电路及驱动的内置，进一步精简了外围电阻电容器件及PCB板面积占用。
充电仓PMU的变与不变
ETA9030的产品定义与工程开发，相当程度上也反映出钰泰对TWS充电仓PMU这一产品的演进趋势洞察。
薛林指出，用户体验牵引终端产品形态演变、系统厂商又牵引着电源管理产品创新，高集成度、双向通信以及快速充电将是未来的必然趋势，无论钰泰还是其他友商，都在沿着客户需求指引的方向持续迭代产品，ETA9030正是这一背景下的产物，将客户需要的功能如充电参数设置、双向通信、耳机状态监测进行高度集成，实现解决方案的精简、高效与可靠性要求，薛林还提到，ETA9030发布后，一家导入测试的客户坦言：“（ETA9030）是目前来看最精简也是最好用的一颗PMU”。
在交流中，薛林还比较了高集成度PMU与另一种TWS充电仓“单芯片”方案，即PMU与MCU集成的优劣势，他指出，PMU与MCU集成从理念上较为诱人，看似能够降低开发调试门槛，缩短开发周期，但TWS产品和市场的碎片化格局决定了，产品面对的需求也千差万别，而这些差异化和定制化需求，很多情况下无法通过“单芯片”方案的固件或软件进行调节，需要向开发者提供更底层的硬件配置空间，如果无法实现，那么“单芯片”反而会影响客户项目开发进度，因此这一路线的实际规模应用也面临重重挑战，
相比之下，ETA9030这样的高集成度PMU产品，通过与不同MCU的搭配，可以实现极为灵活的性能组合，也为终端厂商或Design House在MCU选型中带来更少束缚，可与其更熟悉其特性，使用中更得心应手的主控芯片进行搭配，钰泰的选择正是基于对终端客户需求的洞察，薛林透露，钰泰方面与品牌客户沟通的过程中，强烈感受到了他们的定制化需求，高集成度PMU，正是更为适切的解决方案。
对ETA9030的市场前景，薛林认为，目前在市场推广过程中，客户对这款产品普遍比较认可，尽管今年消费电子产品终端消费可能有所放缓，但整体看，TWS耳机作为智能手机的“必选”配套设备之一，其渗透率还有极大的提升空间，特别是在中低端智能手机用户群中。事实上，根据研究机构Counterpoint统计，印度TWS耳机市场在2022年第一季度就实现了同比66%的增速，相关厂商对充电仓PMU需求巨大，前景可期。
不过无论是国内市场消费升级，还是海外市场产品普及，对国内电源管理芯片厂商都提出了更高的要求，不少缺乏自主研发能力的厂商将很难跟上产业发展步伐。
在交流中薛林谈到，一二线华米OV等品牌客户对充电仓PMU的定制化需求已越来越多样化，如耳机状态弹窗提示，就需要依靠充电仓双向通信功能实现监测，此外，续航体验的更高追求，也使品牌客户对耳机直充等新技术有强烈兴趣，需要配套厂商及时跟进。
在技术之外，无论国内品牌客户还是海外厂商，供应商准入普遍较为规范严格，甚至会对PMU厂商上游资源提出具体要求，需要厂商提供完善的二级供应商体系与管理流程，这也进一步提升了行业发展的标准。
总体而言，这次访谈中ETA9030的性能特色及其背后体现的钰泰技术实力，都给人留下了深刻印象，这家行业佼佼者的新动向，也折射出电源管理芯片这一半导体大品类中，国内厂商正在走向更高质量的发展阶段，越来越多原始创新成果的涌现，必将造福全球消费者。
