【应用】微源半导体过压保护/线性充电/负载开关等为消费电子提供解决方案，助力穿戴品产量稳增

时间： 2022-05-28 来源：微源半导体

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近年来，在移动互联网技术不断发展、消费电子产品制造水平提高和居民收入水平增加等因素的驱动下，消费电子行业呈现持续稳定的发展态势。数据显示，2020年受新冠疫情影响，全球消费电子行业市场规模有所下跌，但并未改变消费电子行业市场规模长期向上的发展趋势，未来随着5G、物联网、人工智能、虚拟现实、新型显示等新兴技术与消费电子产品的融合，将会加速产品更新换代，催生新的产品形态，推动消费电子行业保持增长态势，据相关预测，2023年市场规模将达到1.11万亿美元。

以穿戴市场为例，随着全球可穿戴市场的逐渐兴起，可穿戴产品出货量不断增长。据CCS Insights预测，可穿戴式产品的成长速度将高于手机和平板，至2025年，全球可穿戴产品整体出货量将达3.8亿只。可穿戴产品形态主要有智能手表、智能手环和智能眼镜等。

可穿戴手环/手表典型应用框图

下图为一个可穿戴手环/手表的典型应用框图，其电源部分包含微源半导体过压保护（LP5305/8），线性充电（LP4069P），DCDC，负载开关（LP5240）及LDO（LP3981/LP3991/LP3996）等。

LP5308/LP5305作为电源开关的同时，还为整个系统和负载提供完全的保护，以防止系统在遇到异常大电流和过压的条件下，受到永久损坏。当检测到输入电压VIN超出过压保护点电压(5.85V)时，内置MOSFET会将VIN和VOUT断开。根据用户不同应用对于电流需求的差异，用户可根据需要通过配置如下图所示的ISET引脚的电阻将限流点在0.2A-2.5A范围内进行设定。检测到电流超过设定限流值，会自动关闭MOSFET以防止系统遭遇大电流而损坏。

充电LP4069P具有40%恒流充电电流的预充电流，可以有效解决电池低电不开机问题。其输入耐压高达28V，内置7V的OVP功能，可以有效的保护因输入异常高压而造成的损坏。LP4069P的待机电流不到0.1uA，比市面上主流方案低10倍以上，降低了待机功耗。此外，LP4069P的BAT电池管脚端耐压特别设计为-5V~15V，可以有效解决客户生产制造过程中因电池正负极焊反，或者电池焊接短路松开时候的反弹高压而损坏芯片，有效地提升客户生产良率。

负载开关LP5240具有低内阻Rdson、超低静态功耗和超小封装，内置快速自动放电回路，外围非常简单。

LP3991具有超低的工作电压1.5V，EN还支持1.2V的逻辑控制，可完美地兼容低压的主控来控制EN的关断。其超小的DFN1*1封装也是非常省空间。

LP3996主打超低功耗，静态电流低至0.7μA，特别适用于可穿戴系统供电，大幅提升待机时间。

电动牙刷典型应用框图

除了可穿戴市场，电动牙刷也是一个快速崛起的市场，也朝着更加智能化的方向发展。其输入一般都是USB输入或者无线充电提供电源给电池充电。目前很多充电器支持快充，其输出存在高电压的风险，所以电动牙刷的输入端需要增加过压保护器件以保证系统安全，可采用如过压保护芯片LP5308。

LP5308有5.8V过压保护阈值和36V高耐压，可有效保证系统安全。LP4076H是一款可以用在电动牙刷USB输入充电的线性充电芯片。如果该牙刷支持无线充电，线圈的耦合可能导致接收端(Rｘ)出现高电压，通常的解决方式是在接收端增加LDO或BUCK稳压，否则可能出现高电压致使充电芯片因过压保护而停止充电。LP4078充电芯片特别设计的宽工作电压范围，能确保在输入电压为21V以内时都可正常工作，在带无线充电功能的应用里，无线充电接收端可直接连到LP4078的输入，简化应用同时降低整体方案的成本(高性能40V耐压充电芯片 - LP4078)。可充电锂电池还需要一颗保护芯片来确保电池不会过充，过放，或过流，LPB1003能很好满足这一需求。

电动牙刷的典型应用框图，LP4076H/LP4078以及电动牙刷可用的LDO(LP3993)可参考以下四图。

蓝牙音箱典型应用框图

在消费升级的背景下，蓝牙智能音箱也成为人们提升家居生活品质的方式之一。数据显示，2017年中国智能音箱零售额仅4.9亿元，到2020年智能音箱零售额已超过70亿元。随着智能音箱人工智能技术的不断融合、提升，未来中国智能音箱消费市场潜力将得到释放，行业有望迎来快速增长。预计2022年其市场零售额将超102.7亿元在蓝牙音箱市场，以如下蓝牙音箱典型应用框图最基本的应用功能来看，微源可以提供充电、锂保、升压、LDO等解决方案，各产品的详情可参考后面四图。

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产品型号	品类	输出电流(mA)	PSRR(dB)	静态电流(uA)	输出电压(V)	输入电压(V)	精度(%)	导通压差(mV/mA)	封装
LP3981	LV LDO	300mA	-63dB	45uA	1.2V/1.5V/1.8V/2.5V/2.8V/3.0V/3.3V/Adj.	2.5V-5.5V	2%	220mV@300mA	SOT23-5/DFN-4(11)/DFN-6(22)

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