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TVS Solutions for Music Accessory Products2020/06/09

       依據市場研究機構IDC指出歐洲穿戴設備的耳機出貨量占比從2018年21.2%到2019第二季度52.3%,整整增加了30%,可以確定的是消費者視聽娛樂的習慣正在改變。從頭戴式耳機,有線耳機,到無線耳機,耳機已經有逐漸小型化的趨勢,也使得消費者在使用上更加便利,不只可以結合許多電子產品使用,甚至更搭載了AI智能,以語音的方式,便可以無接觸的操作音源大小、呼叫Siri等功能。自從2016年Apple發布第一款TWS(True Wireless Stereo)真無線藍牙耳機AirPods,讓藍牙耳機的需求量突飛猛進,但直到了Apple Iphone7取消了3.5mm的耳機插孔後,才奠定了真無線藍牙耳機在市場需求的地位。

 

       真無線藍牙耳機其連接耳機技術分為三種,如圖一。第一、藍牙5.0主副耳傳輸:手機藍牙先連接主耳機(一般為右耳)再透過主耳機連接到副耳機,所以連線時間較長,也因為多了一道連線機制所以功耗較高 (如Sony WF-1000X/WF-SP700N即是利用此技術);第二、NFMI近場感應技術:距離短、高頻率的無線電技術,利用手機間耦合一個非傳播的磁場進行感應傳輸且功耗低 (如Nuforce BE Free8與B&O Play Beoplay E8皆使用此技術);第三、TWS Plus藍牙5.0左右耳獨立傳輸:左右耳可以獨自連接手機,不需要主副耳傳輸就能達到快速連線和省電功能且功耗低續航力高 (如Apple Airpods 第二代和AVIOT TE-D01b運用此技術)。然而耳機這類的產品容易受到來自人體的靜電放電效應(Electrostatic Discharge, ESD)或是充電電源端的電性過度應力(Electrical Over Stress, EOS)影響,導致電子系統工作異常,甚至造成產品的損毀,而有返修問題,嚴重的話甚至會影響品牌形象,讓消費者不再信任。
 
 
真無線藍牙傳輸技術
圖一、真無線藍牙傳輸技術。
 
 
       現在耳機要求的晶片體積越來越小,製程越來越先進,處理器與藍牙晶片整合的趨勢明確,使得產品更容易遭受到靜電放電效應的影響而更加脆弱與敏感,導致靜電放電的測試越來越嚴苛,最基本的測試規格要通過IEC61000-4-2 8kV的接觸放電測試,此方法用來模擬系統在客戶端使用時會受到靜電放電的情況。只要設計時在較為敏感處及訊號線加入適當的ESD/EOS防護元件,就可以在事前做好防護措施,避免後端產品受ESD破壞導致損壞或死機,造成損耗成本較高。
 
       晶焱科技有先進的靜電放電防護設計技術,特別針對耳機的防護需求,開發出一系列具有小封裝且有多種規格的靜電放電防護元件,可供客戶依照產品需求做選用。而現在的電子產品講求輕薄小巧,對於元件封裝有嚴苛的要求,小的封裝尺寸更可以整合到系統模組,作為系統ESD/EOS的防護將更具彈性。晶焱科技利用自有的專利技術推出一系列靜電保護元件,對應不同的應用提供0201/0402甚至是01005超小型封裝,ESD單體耐受度Contact / Air皆為8kV/15kV以上,有些還包含EOS防護的能力,如表一所列。其中01005封裝大小僅有0.4 mm x 0.2 mm,厚度只有0.1 mm高,可滿足TWS電子產品對於小封裝的需求。隨著未來的新科技走向,晶焱科技將持續開發出更加符合市場客戶需求的靜電放電防護元件,亦可提供客製化產品的完美方案。
 
 
 
表一、晶焱科技在耳機應用的小型TVS。

表一、晶焱科技在耳機應用的小型TVS

 

參考文獻:

https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prEUR145041019

https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prEUR145593419

https://www.techteller.com/sci/true-wireless-headphones/

 

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