TWS耳机续航时间达52小时
当人们还在宣称30多小时为长续航时,SoundPeats在双12发布了旗下的Capsule3 Pro TWS耳机,见图1,其续航时间高达令人震惊的52小时。拆开该耳机,人们发现该款TWS耳机采用了微源半导体的HERO ChargeTM方案LP7810 + LP4080。
图 1. Capsule3 Pro TWS耳机(照片来自互联网)
从拆开的耳机我们发现Capsule3 Pro充电仓的电池是500mAh/1.85Wh,耳机电池为35mAh(0.135Wh/3.85V),充电仓采用的充电仓管理芯片为LP7810,耳机采用了LP4080,见图2。从52audio网的一些拆解报告,人们可以发现一些充电仓电池容量大小500mAh左右的TWS耳机,如表1所示。为什么Capsule3 Pro的续航时间明显长于其它耳机?答案可能有多个因素,其采用的HERO ChargeTM 方案显然功不可没。 图 2. Capsule3 Pro 耳机内部的电池和PCB |
下面我们简单介绍一下HERO ChargeTM 的TWS充电方案。TWS耳机系统的简化的系统框图如图3所示。充电仓输出电源给左耳机和右耳机的充电电路供电,一般的蓝牙芯片自带线性的充电电路,当然也有蓝牙芯片不带充电电路所以需要增加外部充电电路。当给耳机充电时,一般需要供给充电电路一个5V左右的电源,耳机从较低的电压(如2.8V)被充到4.2V,整个充电过程中5V的输入电压和电池电压之间的电压差乘以充电电流所产生的功率会转换成热浪费掉。图4左边的图可以帮助理解这个充电过程。假设在恒流充电(CC)阶段平均电压为3.7V,这个阶段的功率转换效率为74%(= 3.7/5)。再加上充电仓内电路(如升压电路)的损耗,充电仓电池到耳机电池的功率转换效率会更低。 图 3. 简化的方案框图 图 4. HERO ChargeTM 充电方案和传统线性充电的比较 图 5. HERO ChargeTM在CC阶段和CV阶段的电压和电流波形 a. 由于耳机内充电效率非常高,即便耳机充电电流比较大,耳机内产生的热很低,所以HERO ChargeTM可用于快充。对于40mAh的耳机电池,微源的LP7811可达7.5C耳机充电电流,LP7810可达6C以上。 b. 由于充电效率很高,每次给耳机电池充电过程中浪费少,没有浪费的电荷都留在充电仓电池里,所以充电仓的电池续航时间得以大幅度延长,这个特点即便没有利用快充也同样有效。Capsule3 Pro正是利用了这个特性。 c. 无需MCU软件介入充电过程,开发调试简单。 d. 仍然是线性充电,所以没有过多的外部电感等庞大的器件,PCB面积小。 |
微源的产品在大量的TWS耳机被采用,近年推出了若干产品支持HERO ChargeTM方案,图7为现有支持HERO ChargeTM的产品组合,其中LP781x为充电仓管理芯片,LP408x为耳机内的充电芯片,LP4080或LP4081可以和任何一颗充电仓管理芯片配合来实现HERO ChargeTM方案。LP7810内含一个支持30V输入耐压的线性充电电路为充电仓的电池充电,左右两路独立的输出最大250mA电流给耳机充电。LP7811内含一个支持30V耐压的高效开关充电电路给充电仓的电池充电,最大充电电流达1.7A,左右两路独立的输出最大电流达300mA给耳机充电。LP7812无需搭配MCU,充电仓可以单芯片实现HERO ChargeTM方案,其它充电仓管理芯片需要搭配MCU实现管理。如需了解更多关于HERO ChargeTM方案的信息可以联系微源。 图 7. HERO ChargeTM产品组合 |
为了降低整个TWS耳机的成本,微源和行业内一些TWS蓝牙主芯片公司合作,使他们的蓝牙芯片内置的线性充电支持HERO ChargeTM方案,比如蓝讯最近推出的讯龙3代。只要搭配微源任何一颗LP781x充电仓管理芯片,蓝讯的讯龙3代耳机就可以享受HERO ChargeTM方案带来充电仓续航时间的增长。 |
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