微源半導(dǎo)體LP7811+LP4081的無線麥克風(fēng)一拖一充電方案解析

針對目前火熱的無線領(lǐng)夾麥克風(fēng)應(yīng)用，微源半導(dǎo)體推出了LP7811+LP4081的充電方案。該方案可以同時(shí)為一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器同時(shí)進(jìn)行充電，采用了微源獨(dú)有的HERO CHARGE專利技術(shù)，能夠大幅提高充電倉的續(xù)航時(shí)間，另外該方案外圍電路簡單，安全性好，配置豐富，是一款極具性價(jià)比的無線麥克風(fēng)一拖一充電方案。

下面是用于無線麥克風(fēng)的LP7811+ LP4081*2的應(yīng)用原理圖，其中一路LP4081電路用在無線麥克風(fēng)的發(fā)射器TX中，作為LP7811 VOL輸出支路的用電設(shè)備，而另外一路LP4081電路用在無線麥克風(fēng)的接收器RX中，作為LP7811 VOR輸出支路的用電設(shè)備。

圖1. LP7811及USB輸入 LP7811為無線麥克風(fēng)充電倉內(nèi)的充電芯片，可通過BAT引腳對充電倉內(nèi)電池進(jìn)行充電，充電電流最大可達(dá)1.7A。LP7811寄存器配置豐富，可根據(jù)不同的電池條件，個(gè)性化選擇不同的充電策略，既保證了充電的安全性，又優(yōu)化了充電速度。

圖2. 充電倉MCU 充電倉的MCU主要功能是通過配置LP7811的寄存器，設(shè)置LP7811的充電和放電電流，HALL判斷開關(guān)蓋，按鍵，LED燈顯，溫度保護(hù)，以及與LP4081電路的雙向通訊等。

圖3. 發(fā)射器TX的USB輸入和充電倉輸入

圖4. LP4081和MCU控制 圖3和圖4為無線麥克風(fēng)發(fā)射器TX端的充電電路。圖3中Q1，Q2，R15，R16，R18和R19組成Oring電路，當(dāng)發(fā)射器TX在充電倉內(nèi)充電時(shí)，Q2導(dǎo)通，Q1截止，LP4081的輸入由充電倉的輸出VOL提供；而當(dāng)發(fā)射器TX在充電倉外通過USB充電時(shí)，Q1導(dǎo)通，Q2截止，LP4081的輸入電壓由USB提供。LP5309B3F為微源的過壓過流保護(hù)芯片，可防止在USB插入時(shí)瞬時(shí)的電壓尖峰對后面電路造成的損壞。Q3，Q4，R17和R20是用來與充電倉之間實(shí)現(xiàn)one-wire的雙向通訊。 圖4為LP4081以及控制MCU(U5)的電路。LP4081自帶路徑管理功能，與LP7811配合可實(shí)現(xiàn)最大300mA的充電電流，寄存器配置豐富，可個(gè)性化定制充電方案。LP4081的PWRON和RESET引腳可對TX的主控藍(lán)牙芯片進(jìn)行開機(jī)和復(fù)位，ICHG引腳則可對充電電流進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)電量計(jì)功能。LP3993為微源的LDO芯片，對MCU(U5)進(jìn)行供電，而MCU的主要功能為配置LP4081寄存器，雙向通訊，LED燈顯，溫度保護(hù)等。 無線麥克風(fēng)的接收端RX部分的充電電路與TX端相同，這里不再贅述。 綜上所述，LP7811+LP4081的充電方案具有以下功能：

30V輸入耐壓，開關(guān)型充電

高達(dá)1.7A 充電倉充電電流，涓流/恒流/截止電流和充電電壓均可配置

支持最高300mA的負(fù)載充電電流

負(fù)載端充放電過程電流采樣輸出

支持高速雙向通訊

One-wire協(xié)議，靈活調(diào)整開機(jī)以及復(fù)位時(shí)間

除以上特點(diǎn)外，LP7811+LP4081的最大的優(yōu)勢則在于采用了微源獨(dú)有的HERO CHARGE專利技術(shù)，使得充電倉在給負(fù)載進(jìn)行充電時(shí)，充電倉的輸出電壓能夠自動(dòng)跟隨負(fù)載的電池電壓，從而大幅提高充電倉的續(xù)航時(shí)間，相較于傳統(tǒng)的線性充電電路，能提高充電倉至少20%的續(xù)航時(shí)間。

圖5和圖6是傳統(tǒng)的線性充電方案與微源LP7811+LP4081的HERO CHARGE?充電方案的對比示意圖，可以看出，二者最大的差別是在恒流充電的CC階段，線性充電的方案，充電倉的輸出電壓一直保持在5V，而負(fù)載的電池電壓大部分處于3V~4V之間，因此有20%~40%的能量損失。而LP7811+LP4081的方案，在CC階段，充電倉的輸出電壓一直緊緊跟隨負(fù)載的電池電壓，僅僅只有幾十mV的壓差，因此保持了90%以上充電的高效率。即使在恒壓充電的CV階段，LP7811+LP4081的方案相比傳統(tǒng)線性充電方案也有更低的電壓壓差，因此也具有更高的充電效率。 與其他充電芯片相比，LP7811既可以實(shí)現(xiàn)恒壓輸出，也可以實(shí)現(xiàn)恒流輸出，而LP4081端則表現(xiàn)為一個(gè)理想二極管，可實(shí)現(xiàn)極低的導(dǎo)通壓降（通常為幾十mV）。當(dāng)LP4081的充電電流設(shè)定大于LP7811的輸出電流時(shí)，LP7811會(huì)工作在恒流模式，此時(shí)，由于理想二極管的極低導(dǎo)通壓降，使得充電倉的輸出電壓緊緊跟隨LP4081的電池電壓，這就是HERO CHARGE的基本原理。而且，該方案是通過芯片內(nèi)部的硬件電路實(shí)現(xiàn)，不需要額外的軟件支持，因此復(fù)雜程度大幅降低，穩(wěn)定性更好，成本也更低。

圖7. LP7811+LP4081 HERO CHARGE LP7811+LP4081能滿足無線麥克風(fēng)一拖一的充電需求，外圍電路簡單，配置豐富，更采用了HERO CHARGE 技術(shù)提高了充電倉的至少20% 的續(xù)航時(shí)間，是一款性能優(yōu)異，極具性價(jià)比的充電方案。

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編輯：黃飛