TWS耳機續航時(shí)間達52小時(shí)

從拆開(kāi)的耳機我們發(fā)現Capsule3 Pro充電倉的電池是500mAh/1.85Wh，耳機電池為35mAh（0.135Wh/3.85V），充電倉采用的充電倉管理芯片為L(cháng)P7810，耳機采用了LP4080，見(jiàn)圖2。從52audio網(wǎng)的一些拆解報告，人們可以發(fā)現一些充電倉電池容量大小500mAh左右的TWS耳機，如表1所示。為什么Capsule3 Pro的續航時(shí)間明顯長(cháng)于其它耳機？答案可能有多個(gè)因素，其采用的HERO Charge^TM 方案顯然功不可沒(méi)。

圖 2. Capsule3 Pro 耳機內部的電池和PCB

下面我們簡(jiǎn)單介紹一下HERO Charge^TM 的TWS充電方案。TWS耳機系統的簡(jiǎn)化的系統框圖如圖3所示。充電倉輸出電源給左耳機和右耳機的充電電路供電，一般的藍牙芯片自帶線(xiàn)性的充電電路，當然也有藍牙芯片不帶充電電路所以需要增加外部充電電路。當給耳機充電時(shí)，一般需要供給充電電路一個(gè)5V左右的電源，耳機從較低的電壓（如2.8V）被充到4.2V，整個(gè)充電過(guò)程中5V的輸入電壓和電池電壓之間的電壓差乘以充電電流所產(chǎn)生的功率會(huì )轉換成熱浪費掉。圖4左邊的圖可以幫助理解這個(gè)充電過(guò)程。假設在恒流充電（CC）階段平均電壓為3.7V，這個(gè)階段的功率轉換效率為74%（= 3.7/5）。再加上充電倉內電路（如升壓電路）的損耗，充電倉電池到耳機電池的功率轉換效率會(huì )更低。

圖 3. 簡(jiǎn)化的方案框圖

圖 4. HERO Charge^TM 充電方案和傳統線(xiàn)性充電的比較

圖 5. HERO Charge^TM在CC階段和CV階段的電壓和電流波形

a. 由于耳機內充電效率非常高，即便耳機充電電流比較大，耳機內產(chǎn)生的熱很低，所以HERO Charge^TM可用于快充。對于40mAh的耳機電池，微源的LP7811可達7.5C耳機充電電流，LP7810可達6C以上。

b. 由于充電效率很高，每次給耳機電池充電過(guò)程中浪費少，沒(méi)有浪費的電荷都留在充電倉電池里，所以充電倉的電池續航時(shí)間得以大幅度延長(cháng)，這個(gè)特點(diǎn)即便沒(méi)有利用快充也同樣有效。Capsule3 Pro正是利用了這個(gè)特性。

c. 無(wú)需MCU軟件介入充電過(guò)程，開(kāi)發(fā)調試簡(jiǎn)單。

d. 仍然是線(xiàn)性充電，所以沒(méi)有過(guò)多的外部電感等龐大的器件，PCB面積小。

微源的產(chǎn)品在大量的TWS耳機被采用，近年推出了若干產(chǎn)品支持HERO Charge^TM方案，圖7為現有支持HERO Charge^TM的產(chǎn)品組合，其中LP781x為充電倉管理芯片，LP408x為耳機內的充電芯片，LP4080或LP4081可以和任何一顆充電倉管理芯片配合來(lái)實(shí)現HERO Charge^TM方案。LP7810內含一個(gè)支持30V輸入耐壓的線(xiàn)性充電電路為充電倉的電池充電，左右兩路獨立的輸出最大250mA電流給耳機充電。LP7811內含一個(gè)支持30V耐壓的高效開(kāi)關(guān)充電電路給充電倉的電池充電，最大充電電流達1.7A，左右兩路獨立的輸出最大電流達300mA給耳機充電。LP7812無(wú)需搭配MCU，充電倉可以單芯片實(shí)現HERO Charge^TM方案，其它充電倉管理芯片需要搭配MCU實(shí)現管理。如需了解更多關(guān)于HERO Charge^TM方案的信息可以聯(lián)系微源。

圖 7. HERO Charge^TM產(chǎn)品組合

為了降低整個(gè)TWS耳機的成本，微源和行業(yè)內一些TWS藍牙主芯片公司合作，使他們的藍牙芯片內置的線(xiàn)性充電支持HERO Charge^TM方案，比如藍訊最近推出的訊龍3代。只要搭配微源任何一顆LP781x充電倉管理芯片，藍訊的訊龍3代耳機就可以享受HERO Charge^TM方案帶來(lái)充電倉續航時(shí)間的增長(cháng)。