返修现场:一接PD快充,底噪就冒出来
不是所有TWS充电盒的底噪都来自蓝牙射频干扰。有些返修机的根因藏在PD协议协商的瞬间——VBUS电压在100kHz至500kHz的开关频率上跳变,耦合进蓝牙SoC的模拟前端,直接把噪声灌进耳机。
这不是玄学,是电源完整性与音频完整性在同一个VBAT节点打架的结果。2024年Q2开始,主流品牌TWS大规模切换到PD供电架构,传统锂电直驱时代的「耳机仓供电干净」前提已经不成立了。
这篇要聊的是:乐得瑞LDR6020/6600系列做PD供电主控、昆腾微KT0234S/0235H做Codec音频链路的双芯组合,为什么能同时解决PD功率协商和Audio POP两个问题,以及18%的BOM成本下降是怎么算出来的。
PD供电树架构:LDR6020/6600解决哪个节点
TWS充电盒的供电路径这几年经历了两次大迁移。
第一阶段是「锂电直驱」——耳机仓电池直接给蓝牙SoC供电,充电管理靠一颗独立的锂电保护IC搞定。这个架构简单,但问题在于:当充电盒需要支持多设备反向供电时,锂电的3.7V根本不够用,必须升压,升压带来的纹波又会反馈到VBAT。
第二阶段是「PD供电树」。USB-C口接入PD充电器后,VBUS先降压到5V,再经过LDO或DCDC到VBAT,VBAT再给耳机仓和蓝牙SoC供电。这条路径可控了,但PD协议协商过程中的电压阶跃——尤其是PPS模式下的小步长调节——会在VBUS上叠加高频纹波。
乐得瑞LDR6020集成3组6通道CC接口,支持PD3.1的SPR/EPR/PPS/AVS协议,可同时管理两个USB-C端口的功率协商,采用QFN-32封装。LDR6020P更进一步采用QFN-48 SIP封装,内置两颗20V/5A功率MOSFET,外围电路进一步简化。LDR6600集成多通道CC逻辑控制器,更适合多端口场景的功率分配。
KT0234S/0235H解决的则是供电树的末端:I2S音频总线的时钟域隔离。KT系列支持UAC 1.0/2.0协议,内置高精度时钟振荡器——这里「内置时钟」的意思是不需要外部晶体,这意味着PD开关噪声的主要耦合路径(外部晶振的参考时钟走线)被直接拿掉了。
BOM成本对比:双芯协同 vs 分立架构
先把成本那张牌亮出来。
| 对比维度 | LDR6020/6600 + KT0234S/0235H | 竞品分立方案(USB Audio SoC + 独立PD芯片 + 外挂Codec) |
|---|---|---|
| 核心器件数量 | 2颗 | 4至5颗 |
| 封装总面积 | QFN-32 + QFN-24 | QFN-48 + SOP8 + SOP16 + 晶振封装 |
| 外围被动元件 | 约15颗 | 约35颗 |
| PCB层数 | 4层 | 6层 |
| BOM综合成本 | 基准 | 高18% |
| PD3.1协议栈 | 内置 | 需外挂MCU固件 |
18%这个数字怎么来的?三个叠加:PCB层数降低(6层→4层,单板成本约-12%)、晶振与EEPROM省去(约-3%)、外围被动元件减少(约-3%)。跟芯片单价关系不大,跟系统集成度关系很大。
竞品这边,SSS1530/SSS1700是USB音频控制器阵营的代表产品——注意,这是「USB音频控制器」,主要面向USB耳机、USB音箱、桌面会议系统、直播声卡这类场景。它们内置振荡器不需要外接晶振,支持免驱即插即用,这是优势。但它们不是PD协议芯片——如果你想用SSS系列做TWS充电盒的音频链路,仍然需要外挂一颗PD协议芯片,然后再加一颗MCU做VBAT降压管理。
分立方案的问题不在于哪颗芯片贵,而在于「每颗芯片都需要单独的供电滤波、单独的晶振或时钟、单独的固件维护」,这些都变成BOM里的隐性成本。
KT0234S/0235H同样是USB音频桥接芯片,但它们与LDR系列共享VBUS电源路径设计——KT系列内置DC/DC和LDO,支持3.1V至5.5V宽电压输入,可以直接覆盖VBAT与PD降压后的双供电场景,不需要额外的LDO芯片。这是双芯方案能省掉那几颗器件的物理基础。
Audio POP整改路径:分层处理,别一起上
回到开头那个「PD快充时底噪炸出来」的问题。根因很明确:VBUS纹波在PD协议协商瞬间耦合到蓝牙SoC的模拟前端。整改路径分三级,先从软件层入手,成本最低。
一级整改——软件层。在LDR6020/6600中启用PPS平滑模式,将VBUS电压纹波从±500mV压缩到±50mV量级。这不需要改硬件,只需要调PD固件的电压调节步长和响应速度。KT0234S/0235H内置的DC/DC转换器同样支持软启动配置,上电时先爬坡再稳定,避免瞬态压降触发Audio POP。
二级整改——布局层。VBAT供电走线与I2S音频走线保持3mm以上间距,I2S时钟线采用差分对包地处理。这一层跟芯片选型无关,跟PCB布局规范有关,但很多项目恰恰在这个环节省了时间。KT系列内置的音频处理模块对时钟域隔离有设计容差要求,规格书建议I2S主时钟与VBUS走线间距不小于2倍线宽。
三级整改——器件层。如果前两层还压不住,在KT系列的VBUS引脚增加10μF加100nF组合滤波,配合铁氧体磁珠(600Ω@100MHz),把纹波噪声抑制到ADC输入参考噪声以下。KT0235H的ADC SNR是92dB,THD+N是-79dB,换算成输入参考噪声大约是几μVrms的量级——三级滤波的目标就是让纹波残余落在这个噪声底以下。
选型矩阵:按功率需求匹配LDR型号
| 充电盒功率 | 推荐型号 | CC通道 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| 15W,单C口 | LDR6020 | 3组6通道 | 紧凑型TWS,无反向供电 |
| 45W,双C口加功率分配 | LDR6020P | SIP封装,内置20V/5A功率MOSFET | 中高端TWS,支持手机反向充电 |
| 65W,多口加EPR协议 | LDR6600 | 多通道CC逻辑控制 | 旗舰充电盒,可给笔记本充电 |
KT侧的选择逻辑更简单:成本敏感选KT0234S(QFN-24,3×4mm),对音质有要求选KT0235H(QFN-32,4×4mm;24位ADC/DAC,384kHz采样率,ADC SNR 92dB,DAC SNR 116dB;内置EQ、DRC、AI降噪等音频处理算法)。
SSS系列在TWS场景的定位:不是竞争对手
有些人可能看到SSS1530/SSS1700的规格后会问:它们能不能直接替代KT系列做TWS充电盒的音频链路?
先厘清定位。SSS1530/SSS1700的主要市场方向是USB耳机、USB耳麦、USB音箱、桌面会议系统、直播声卡——这些产品的共同特征是「USB音频设备」,即插即用,不需要复杂的多级供电管理。它们的USB接口是USB 2.0全速(FS),采样率默认48kHz,支持I2S接口。
TWS充电盒的音频链路需求跟这个不太一样。充电盒不是USB音频设备,它的核心功能是充电管理加蓝牙配对管理,音频链路是辅助——需要跟TWS蓝牙SoC通过I2S对接,需要支持高采样率(384kHz在游戏TWS场景有意义),需要在PD供电树上处理时钟域隔离问题。KT0234S/0235H内置的USB 2.0高速(HS)控制器和I2S接口,刚好是这个场景的匹配设计。
常见问题(FAQ)
Q1:LDR6020和LDR6600在TWS充电盒场景的核心差异是什么?
LDR6020侧重单芯片完成PD协议解析与CC通讯控制,采用QFN-32封装,适合空间受限的紧凑型设计。LDR6600集成多通道CC逻辑控制器,更适合需要同时管理充电盒与外接设备的多端口场景。选型建议:单C口、无反向供电需求选6020;多口或需要EPR 65W选6600。封装具体规格请参考原厂datasheet。
Q2:KT0234S和KT0235H的音频性能差异值得加成本吗?
KT0234S定位通用USB音频桥接,支持UAC 1.0/2.0,适合成本敏感的TWS充电盒项目。KT0235H升级到24位ADC/DAC与384kHz采样率,ADC SNR 92dB、DAC SNR 116dB,适合对音质有要求的高端游戏TWS。其内置的AI降噪DSP在ANC耳机场景有附加价值。两者在TWS充电盒场景的选型依据主要是音质需求,不是必须的升级。
Q3:18% BOM成本下降的数据来源怎么验证?
数据基于典型TWS充电盒BOM对比模型,核心变量是PCB层数降低(6层→4层)、晶振与EEPROM省去、外围被动元件减少。降本幅度受量产规模与封装选型影响,建议联系FAE获取针对具体项目的参考BOM清单再做判断。
获取完整参考设计资料
如需TWS充电盒完整参考设计BOM清单、原理图及量产级EMI整改文档,欢迎联系FAE团队。支持LDR6020、LDR6600、KT0234S、KT0235H样片申请。价格、MOQ与交期信息请以站内实际披露或原厂datasheet为准。