1.2V常時オンTWSシステム用ホールスイッチ回路選択ガイド

今日では トゥルーワイヤレスステレオ (TWS) イヤホンでは、電力効率は単一パラメータの最適化の問題ではなくなりました。充電ケースであろうとイヤホン自体であろうと、TWS システムは非常に小さなフォームファクター、厳しく制限された PCB リソース、限られたバッテリー容量によって定義されます。このような状況では、マイクロアンペアレベルの消費電流であっても、スタンバイ時間と全体的なユーザーエクスペリエンスに大きな影響を与える可能性があります。同時に、最新の TWS 製品には、まぶた検出、インイヤー検出、音声ウェイクアップ、スマート インタラクションなど、より多くの常時オン機能が統合されています。これらの機能は、継続的に電力が供給され続けるセンサーとロジック ブロックに依存しているため、ホール スイッチ回路の設計は、単純なコンポーネントの選択ではなく、システム レベルの決定になります。

真のワイヤレスステレオアプリケーション

ホール スイッチ回路が電力にとって重要なコンポーネントになった理由

典型的な TWS アプリケーションでは、ホール スイッチ回路は、充電ケースの開閉、イヤホンの位置、またはアクセサリ カバーによって引き起こされる磁気状態の変化を検出するために使用されます。断続的なセンサーとは異なり、ホール効果スイッチは通常、常時オン ドメインに存在し、メイン SoC がディープ スリープ状態にあるときでも 24 時間年中無休で動作します。

歴史的に、多くのホール スイッチ回路は 1.8V または 3.3V で動作するように設計されていました。このアプローチは以前のアーキテクチャでは許容できましたが、最新の超低電力システムでは明らかな欠点が生じます。 1.2V ベースのプラットフォームから高電圧のホール効果スイッチに電源を供給するには、追加の LDO が必要になります。これにより、静的電力損失が増加し、静止電流が追加され、電源ツリーが複雑になります。時間の経過とともに、これらの非効率性が蓄積され、スタンバイのパフォーマンスが直接低下します。

その結果、ホール スイッチ回路の選択は、電圧ドメインの計画と常時オンの電力バジェットに密接に関連付けられるようになりました。

業界は 1.2V ホール スイッチ回路への移行

先進的な半導体プロセスと積極的なバッテリー寿命目標により、主要な TWS SoC プラットフォームはコア電圧と常時オン ドメインの両方を 1.2V に標準化しています。この変化は、単一デバイスの改善ではなく、より広範なシステムレベルの最適化戦略を反映しています。

アーキテクチャの観点から見ると、最も効率的なホール スイッチ回路は、1.2V 常時オン レールから直接電力を供給できる回路です。ネイティブ 1.2V ホール効果スイッチにより、電圧変換ステージが不要になり、リーク パスが削減され、システム設計が簡素化されます。さらに重要なことは、エンジニアがスタンバイ消費電力を不当に増加させることなく、Always-On 機能を拡張できることです。

この文脈において、1.2V 動作はもはやニッチな要件ではなく、次世代 TWS 設計のベースラインになりつつあります。

ETEK の 1.2V ホール スイッチ回路ソリューション

この傾向を認識して、ETEK は 1.2V 常時オン システムに最適化されたホール スイッチ回路ソリューションの専用ポートフォリオを開発しました。これらのデバイスは、電圧要件を満たすだけでなく、サイズ、信頼性、長期安定性などの TWS 製品の実際の制約にも対処するように設計されています。

の ET3725Axx シリーズは、1.0V ～ 3.5V の広い動作電圧範囲をサポートするデュアル出力のオムニポーラ ホール効果スイッチで、1.2V SoC プラットフォームと自然に互換性があります。全極センシング機能により、磁石を柔軟に配置できるため、コンパクトな充電ケースの機械設計が簡素化されます。超小型の 1mm × 1mm DFN4 パッケージを備えたこのホール スイッチ回路は、1 ミリ単位が重要となる高度に集積された PCB に簡単に適合します。

より単純な検出要件またはより強力なコスト重視のアプリケーション向けに、ETEK は次の機能も提供します。 ET3715A シリーズは、同様に 1.2V 動作をサポートする単一出力ホール効果スイッチです。これにより、設計者は、低電圧常時オン ドメインとの互換性を損なうことなく、機能、コスト、消費電力のバランスを取る際の柔軟性が高まります。

ETEKホールスイッチ回路

大規模TWSプロジェクトで実績のあるパフォーマンス

家庭用電化製品では、仕様の調整だけでは十分ではありません。連続動作下での信頼性は、TWS システムで使用されるホール スイッチ回路にとっても同様に重要です。 ETEK の 1.2V ホール効果スイッチ ファミリは、すでにサムスンの主力 TWS プロジェクトに採用されており、累計出荷数は 100 万個を超えています。

この大規模な導入により、安定した磁気スイッチング動作、温度変化全体にわたる一貫した感度、および長期の常時オン条件下での信頼性の高い動作が実証されます。 OEM および ODM にとって、このような量産検証により、デザインインのリスクが大幅に軽減され、市場投入までの時間が短縮されます。

ネイティブ 1.2V ホール スイッチ回路のシステムレベルの利点

1.2V 動作を直接サポートするホール スイッチ回路を選択することにより、設計者はシステム レベルで次のような複数の利点を得ることができます。

✔静止電流の低減とLDO段数の削減によりスタンバイ消費電力が低減

✔外部コンポーネントが少ない簡素化された電源アーキテクチャ

✔PCB面積とBOMコストの削減

✔Always-On 機能が拡大し続けるため、スケーラビリティが向上

TWS 製品がよりインテリジェントでコンテキストを認識したインタラクションを目指して進化するにつれて、これらの利点はますます重要になります。

まとめ：1.2V時代のホールスイッチ回路設計

TWS SoC プラットフォームが 1.2V 時代に確実に突入するにつれ、Always-On コンポーネントもそれに応じて進化する必要があります。ホール スイッチ回路は、継続的に電力が供給される検出要素として、システム全体の効率を定義する上で決定的な役割を果たします。

ETEK の 1.2V ホール スイッチ回路ポートフォリオは、超低電圧動作、コンパクトなパッケージング、大量消費者向けアプリケーションで実証済みの信頼性を組み合わせて、これらの新しい要件を満たすように設計されています。次世代の TWS およびポータブル電子機器を構築するエンジニアにとって、適切なホール スイッチ回路を選択することは、より長いバッテリ寿命とクリーンなシステム アーキテクチャを実現するための基礎的なステップとなります。

サンプル、テクニカル サポート、またはデザインインに関するお問い合わせ:

marketing@etekmicro.com