皆さんはTWS(完全ワイヤレスイヤホン)利用していますか? TWSは Bluetooth接続にてスマホと接続することで、従来 有線だったイヤホンケーブルを無線にした製品です。
今回は長年使用したTWSの収納ケースの中身を分解してみます。
推定回路図も引いて 充電動作モードの推定もしていきす。
分解するTWS の スペック
今回分解する完全ワイヤレスイヤホン のスペックを確認していきましょう。TW-7000は GLIDiC Sound Air から出ている 完全ワイヤレスイヤホンです。
外観
写真は イヤホンLRとイヤホンを収納するケースです。イヤホンだけでなく収納ケースにもバッテリーが内蔵されており、イヤホンをケースに収納したとき 収納ケースからイヤホンへ充電されます。この仕組みにより 小さいイヤホンでも 動作可能時間を長く確保することができます。
至って普通の完全ワイヤレスイヤホンです。イヤホン本体の特徴としては、外音取り込み機能があり、ノイズキャンセリング機能がないタイプです。
収納ケースの 充電のコネクタタイプは MicroUSBです。
詳細スペック
詳細のスペックは下記になります。
■基本仕様
●イヤホン本体
・内部電池：リチウムポリマー電池 3.7V 85mAh
・Bluetooh規格：Version 5.0
・通信距離：約10m (出力：Class 2)
・対応プロファイル：A2DP, AVRCP, HFP, HSP
・対応コーデック：SBC, AAC
・対応コンテンツ保護：SCMS-T
・登録デバイス数：最大8台
・外形寸法：約23x19x24mm
●収納ケース(クレードル)
・内部電池：リチウムポリマー電池 3.7V 460mAh
・インターフェース：MicroUSB(Type-B)ポート
・外形寸法：約80x28x36mm
●充電用ケーブル
・インターフェース：microUSB(Type-B)コネクタ to USB(Type-A)コネクタ
・ケーブル長：約30cm
■動作時間
音楽再生時間：約9時間
充電用ケース使用時：約25時間
充電時間：イヤホン 約1時間、ケース 約2時間
収納ケース(クレードル)を分解
それでは分解していきます。外観からはどこから分解するか分かりませんでしたが、よく見ると、ストラップをかける部分から、細いものを入れて分解できそうです。
二つの部品は シールで接着されてました。
さらに基板をケースから取り外すと基板の下からバッテリーが収納されていることがわかりました。
ケースの電池は 3.7V 460mAh のリチウム電池が確認できました。電池端には保護基板が付いており、安全に配慮されている設計です。
メイン基板を確認
取り出した メイン基板の写真になります。
電源コネクタは MicroUSBになり、5Vが入力されます。(紫枠)
左右の緑枠が イヤホンとの接続端子です。
下のオレンジ枠は インジケータLEDで バッテリー残量を知らせてくれます。
赤枠の6ピンの半導体は 8205の印字があります。2石のNch-MOSFET です。
黄色枠で囲ったICは 印字から Eta Solutions(中国)の充電IC(ETA6986)と推測しています。このICが充電を管理しているメインICになりそうです。
この充電ICのデータシートを確認すると、リチウムイオン電池 を最大5Aで充電できるようです。
「USBバス電圧(5V)からリチウムイオン電池を充電する機能」と「リチウムイオン電池からUSBバス電圧(5V)を生成する昇圧機能」の２つの機能を有しています。
青枠の20ピンの半導体は Nuvoton Technology Corporation(台湾) の N76E003AT20 汎用マイコンでした。
充電ケースの回路図と動作の推測
基板に載っている部品の電気接続をテスターにて確認しました。
回路図の推定
パワーラインは充電IC(ETA6986)が担当し、マイコン(N76E003)が細かい機能を担っている感じです。マイコンは 電池残量を表示するLEDの制御や、イヤホンとの通信、各種のモード判別をしていそうです。
充電動作の推測
また、充電動作中の基板上の電圧をテスターにて確認すると、下記の動作モードで動いていることが推測できました。
① USB充電する。
USB充電されているときは、イヤホン、ケースともに充電される。
② 収納ケース内の電池 から イヤホンを充電する。
持ち運び中でイヤホンが収納ケースに収まっているの場合、収納ケースから イヤホンへ充電されます。
③ ケースだけ充電される。(たまにある？)
イヤホンが収まっていないが USB充電したとき、収納ケース内の電池が充電される。
動作を整理すると 下記のようになります。
| USB充電中 | 持ち運び中 | |
| イヤホン収納 有り | ① USBバス電圧(5V)から イヤホンと収納ケースの電池両方を充電。 | ② 収納ケースの電池電圧を5Vに 昇圧してイヤホンを充電 |
| イヤホン収納 なし | ③ USBバス電圧(5V)から 収納ケースの電池を充電 | 充電動作なし |
完全ワイヤレスイヤホン TW7000 の分解まとめ
完全ワイヤレスイヤホンの収納ケース(クレードル)を分解してみました。
・収納ケースのバッテリーは 公称値どおり、1セルの リチウムイオン電池460mA。
・充電管理は ETA6986 という充電ICで リチウムイオン電池を充電していた。
・汎用マイコン(N76E003AT20)が搭載されており、充電以外のタスク(電池残量の表示、イヤホンとの通信、モード判別など)を行っていると推測する。
他のTWSを分解したことがないので、一般的な回路かどうかは不明ですが、かなり理に適った回路構成になっていると感じました。
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