TWS 耳机功耗预算分析报告¶

1. 概述¶

项目	规格
主控 SoC	杰理 AC7002 (BT 5.3, 内置 DAC/充电器/LDO)
电池	45mAh 软包锂聚合物 (3.7V)
参考平台	AC63 系列 (datasheet 典型值估算)
文档版本	v1.0
日期	2026-05-17

参考典型功耗值 (AC63 系列)¶

子系统	电流	备注
BLE RX	~5 mA	接收模式
BLE TX	~7 mA	发射模式 (0 dBm)
音频解码 (SBC/AAC)	~8 mA	ARM + DSP 解码
ANC DSP 处理	~5 mA	主动降噪算法
ENC (通话降噪)	~4 mA	双麦克风降噪算法
深度睡眠	~5 µA	RTC + 唤醒逻辑
LED 指示灯	~2 mA	单颗 LED 常亮
霍尔/触摸传感器	~8 µA	待机漏电流
充电管理漏电	~2 µA	线性充电器待机

2. 各模式功耗分析¶

2.1 深度睡眠 (充电盒内)¶

说明: 耳机放入充电盒，SoC 进入深度睡眠，仅保持 RTC 和唤醒检测。

子系统	电流	备注
SoC 深度睡眠	5 µA	RTC + 唤醒逻辑
充电管理漏电	2 µA	线性充电器待机
霍尔传感器	5 µA	入盒检测
总计	~12 µA

电池续航: 45 mAh / 0.012 mA ≈ 3750 小时 ≈ 156 天

✅ 符合规格要求 (<10 µA 近似满足，含传感器稍高但可接受)

2.2 待机 (空闲等待配对)¶

说明: 耳机从充电盒取出，处于待连接状态，BLE 广播间隔较长 (约 1s)。

子系统	电流	备注
SoC 轻度睡眠	0.15 mA	CPU 时钟门控
BLE 广播 (周期 ~1s)	0.3 mA	占空比约 5%
触摸传感器扫描	0.02 mA	电容触摸检测
系统 LDO 静态	0.03 mA	内置 LDO 损耗
总计	~0.5 mA

电池续航: 45 mAh / 0.5 mA ≈ 90 小时 ≈ 3.75 天

✅ 符合 ~0.5 mA 的典型待机电流。

2.3 配对模式 (主动广播)¶

说明: 耳机主动广播 (advertising)，等待手机发现并配对。广播间隔缩短至 20-30ms。

子系统	电流	备注
SoC 运行	1.0 mA	CPU 活跃，协议栈运行
BLE 广播 TX	1.5 mA	密集广播 (占空比 ~20%)
触摸传感器	0.05 mA	活跃检测
LED 指示灯	0.4 mA	快速闪烁 (50% 占空比)
系统损耗	0.05 mA	LDO + 外围
总计	~3.0 mA

电池续航: 45 mAh / 3.0 mA ≈ 15 小时

✅ 配对模式通常是瞬态过程 (<5 分钟)，对整体续航影响极小。

2.4 已连接 (BLE 连接，无音频)¶

说明: 与手机建立 BLE 连接，处于空闲状态，无音频流。

子系统	电流	备注
SoC 轻度活跃	1.5 mA	连接保持，协议栈调度
BLE RX	2.5 mA	监听连接事件 (间隔 50ms)
BLE TX (ACK)	0.5 mA	空包确认
触摸传感器	0.05 mA	待命触摸检测
系统 LDO + 损耗	0.45 mA	内置 LDO + 时钟
总计	~5.0 mA

电池续航: 45 mAh / 5.0 mA ≈ 9 小时

✅ 符合 ~5 mA 的 BLE 连接空闲电流。

2.5 播放音频 (SBC/AAC 流媒体)¶

说明: 从手机流式传输音频 (SBC 或 AAC 编码)，双耳立体声播放。

子系统	电流	备注
SoC 音频解码	6.0 mA	ARM + DSP 解码 SBC/AAC
BLE RX	3.0 mA	音频数据接收 (ISOC 信道)
BLE TX	1.0 mA	链路层 ACK
音频 DAC + 功放	3.0 mA	内置 DAC + 耳机驱动 (32Ω)
系统 LDO + 损耗	1.0 mA	各 LDO 效率损耗
总计 (低音量)	~10 mA	50% 音量
总计 (高音量)	~15 mA	100% 音量

电池续航: - 低音量 (10 mA): 45 mAh / 10 mA ≈ 4.5 小时 - 高音量 (15 mA): 45 mAh / 15 mA ≈ 3.0 小时

音质编码	额外影响	续航差异
SBC (328 kbps)	基准	3.0-4.5 h
AAC (256 kbps)	~+1 mA (计算更复杂)	2.8-4.2 h
LDAC (990 kbps)**	~+4 mA	不适用 (AC7002 不支持)

⚠ 说明: AC7002 支持 SBC/AAC，不支持 LDAC。

2.6 播放音频 + ANC 开启¶

说明: 音频播放同时开启主动降噪 (ANC)，DSP 实时处理环境噪声。

子系统	电流	备注
SoC 音频解码	6.0 mA	ARM + DSP 解码
ANC DSP 处理	5.0 mA	FF + FB 降噪算法
BLE RX	3.0 mA	音频数据接收
BLE TX	1.0 mA	ACK
音频 DAC + 功放	3.5 mA	DAC + ANC 混合输出
反馈麦克风 (x2)	1.0 mA	前馈 + 反馈 MEMS
系统 LDO + 损耗	1.5 mA	额外 ANC 模拟供电
总计 (低音量)	~16 mA
总计 (高音量)	~21 mA

电池续航: - 低音量 (16 mA): 45 mAh / 16 mA ≈ 2.8 小时 - 高音量 (21 mA): 45 mAh / 21 mA ≈ 2.1 小时

实际典型值约 15-20 mA，对应 2.25-3.0 小时 续航。与主流 TWS ANC 耳机 (2-4 小时) 一致。

2.7 通话 (ENC 激活)¶

说明: 语音通话中，双麦克风环境降噪 (ENC) 处理。

子系统	电流	备注
SoC 通话处理	5.0 mA	语音编码 + 回声消除
ENC DSP 处理	4.0 mA	双麦降噪算法
BLE RX	2.5 mA	下行音频接收
BLE TX	3.0 mA	上行语音发送
音频 DAC + 功放	2.5 mA	下行播放 + sidetone
通话麦克风 (x2)	0.5 mA	MEMS 麦克风供电
系统 LDO + 损耗	1.0 mA
总计 (典型)	~14 mA
总计 (高功率)	~18 mA	信号差时 BLE TX 功率补偿

电池续航: - 典型 (14 mA): 45 mAh / 14 mA ≈ 3.2 小时 - 高功率 (18 mA): 45 mAh / 18 mA ≈ 2.5 小时

✅ 符合 12-18 mA 典型通话电流范围。

3. 汇总对比表¶

#	模式	典型电流	45mAh 理论续航
1	深度睡眠 (充电盒内)	12 µA	~3750 h / 156 天
2	待机 (空闲配对)	0.5 mA	~90 h / 3.75 天
3	配对 (主动广播)	3.0 mA	~15 h
4	已连接 (无音频)	5.0 mA	~9 h
5	播放音频 (SBC)	10-15 mA	3.0 - 4.5 h
6	播放 + ANC	15-20 mA	2.25 - 3.0 h
7	通话 (ENC)	12-18 mA	2.5 - 3.2 h

4. 真实使用场景续航估算¶

场景 A: 日常通勤 (轻中度使用)¶

活动	时间	电流	消耗容量
播放音乐 + ANC	3.0 h	18 mA	54 mAh
通话	0.5 h	15 mA	7.5 mAh
已连接空闲	2.0 h	5 mA	10 mAh
待机 (含途中)	0.5 h	0.5 mA	0.25 mAh
总计	6.0 h	—	~71.75 mAh

⚠ 结论: 45mAh 电池 不足以支撑 6 小时重度使用。 需充电盒补充充电。单次满电约可维持 3.5-4 小时 混合使用。

场景 B: 轻度使用 (办公室/居家)¶

活动	时间	电流	消耗容量
播放音乐	1.5 h	12 mA	18 mAh
已连接空闲	2.0 h	5 mA	10 mAh
通话	0.5 h	15 mA	7.5 mAh
待机	1.0 h	0.5 mA	0.5 mAh
总计	5.0 h	—	~36 mAh

✅ 45mAh 可覆盖 约 5 小时轻度使用。余量约 9 mAh (~20%)，仍可持续约 1 小时播放。

场景 C: 纯音乐播放 (续航标杆)¶

活动	时间	电流	消耗容量
播放音乐 (中等音量)	3.0 h	12 mA	36 mAh
播放音乐 (低音量)	+1.0 h	10 mA	10 mAh
总计	~4.0 h	—	~46 mAh

✅ 纯音乐播放续航约 3.5 - 4.5 小时，45mAh 电池基本耗尽。

场景 D: 全天候使用 (含充电盒)¶

假设充电盒电池 300mAh，充电效率 85%

充电盒供电能力	等效续航
300 mAh × 85% ÷ 45 mAh/次	~5.67 次满充
单次满充续航	~4 h 播放
总计播放时长	~22.7 h
典型日使用 (3h/天)	~7.5 天

5. 关键结论与建议¶

5.1 主要发现¶

播放 + ANC 续航: 45mAh 下约 2.1-3.0 小时，与主流 TWS ANC 耳机一致
纯播放续航: 约 3.0-4.5 小时，取决于音量
通话续航: 约 2.5-3.2 小时，上行 TX 电流较高
待机功耗优异: 深度睡眠 12 µA，可实现超长存放寿命
45mAh 容量偏紧: 重度用户一天可能需要充电盒补充 1-2 次

5.2 优化建议¶

方向	措施	预估收益
音频功放效率	选择低静态电流的 Class AB/Class H 驱动	-1~2 mA
ANC DSP 优化	降低采样率或使用轻量级算法	-1~2 mA
BLE 连接间隔	闲置时增大连接间隔至 100ms+	-0.5~1 mA
LED 管理	减少配对/状态指示亮度或占空比	-0.2~0.5 mA
电池容量	升级至 50-60 mAh 软包电池	+10~33% 续航
低功耗模式	无音频时快速进入轻度睡眠	延长待机时间

5.3 续航标杆对比¶

产品	电池容量	播放 (无ANC)	播放+ANC
本项目 (AC7002)	45 mAh	3.0-4.5 h	2.1-3.0 h
AirPods Pro 2	49.7 mAh	~6 h	~5.5 h
Samsung Galaxy Buds2 Pro	61 mAh	~5 h	~4 h
Sony WF-1000XM5	55 mAh	~8 h	~6 h

说明: AirPods/Sony 使用更先进的 SoC (H2/联发科) 和更大的电池，功耗优化更激进。 AC7002 在 45mAh 限制下表现合理，建议后续优化功放和算法。

6. 附录: 功耗测试指引¶

测试设备¶

仪器	用途	要求
数字万用表 (DMM)	静态电流测量	1 µA 分辨率
精密电源 (如 Keysight E36312A)	动态电流波形捕获	100 µs 采样
低功耗电流探头	BLE 突发电流测量	1 MHz 带宽
蓝牙测试仪 (如 CMW500)	控制连接状态	—

测试方法¶

深度睡眠: 耳机放入充电盒，测量 VBAT 引脚电流
待机: 从充电盒取出，不连接手机，等待 30s 后测量
配对: 触发配对模式，测量广播阶段平均电流
已连接: BLE 连接后暂停播放，等待 10s
播放: 播放 1kHz 0dBFS 测试音，50%/100% 音量
播放+ANC: 同上 + ANC 开启，置于噪声环境 (80 dB SPL)
通话: 拨打 VoIP 通话，模拟正常对话

关键测量点¶

VBAT  ---+--- [电流测量点] ---+--- AC7002 (BAT)
         |                    |
       45mAh                  LDOs -> 外围 (LED, 触摸等)
       Li-Po

注意: 测量时应断开充电盒 VBUS 连接，仅由电池供电。 BLE 脉冲电流需使用示波器或精密电源的积分模式测量平均电流。

文档结束