TWS耳机相较于传统有线耳机,通过无线蓝牙技术和内置电池供电,实现了完全无线化,为用户提供了非常便捷的使用体验。同时,由于锂电池的加入,TWS耳机需要相应的电源芯片来负责电池的充放电管理和使用安全。并且随着用户对于产品续航需求的提升,对于电源芯片的功耗、转换效率、充电效率等性能提出了更高的要求。

随着上半年结束,我爱音频网也相继拆解了百余款新品,涵盖个人音频、智能穿戴、教育等12大品类。在其中的42款TWS耳机中,采用的电源芯片包括了ETA钰泰半导体、英集芯、微源半导体、来远、纳芯威、昇生微电子、圣邦微、德州仪器、天源中芯、思远半导体10大芯片原厂推出的25款解决方案。

10大芯片原厂推出的TWS耳机电源芯片解决方案在42款产品中的占比

lnjoinic英集芯45.24%、TPS思远半导体16.67%、SinhMicro昇生微电子11.91%、LPS微源半导体9.52%、TI德州仪器4.76%、ETA钰泰半导体2.38%、Nsiway纳芯威2.38%、TPOWER天源中芯2.38%、SGM圣邦微电子2.38%、LY来远2.38%。
25款电源芯片解决方案在42款TWS耳机中的应用数量

25款方案中,英集芯IP5513充电仓管理SoC获得了5款产品采用,位列第一;英集芯IP5528充电仓管理SoC以4款采用位列第二,英集芯IP5518、IP5516、IP6818,微源半导体LP7812A方案以三款产品采用并列第三。
我爱音频网此前为大家分享了2024上半年TWS耳机音频主控芯片应用案例,下面再来看看这些电源芯片的详细功能特性吧~(按照品牌英文名称首字母A-Z排序,点击应用案例链接,可查看详细拆解报告)
ETA钰泰半导体

ETA9030 TWS充电仓PMU

ETA钰泰ETA9030 TWS充电仓PMU,具有更高的充放电转换效率,支持双向独立通讯,独立出/入仓检测,耳机超级快充,一键清除,一键配对,低电量报警,多种灯显和呼吸灯以及霍尔等应用场景,可匹配市面所有主流蓝牙主控。
ETA9030芯片特点包括:28V高耐压,高精度充电,截止电流(+-6%之内),待机功耗仅3uA;内置I2C接口满足不同制化需求,支持115200通讯速率的双通道独立双向通讯;自带充/放电NTC保护,充电状态下满足Jeita规范,电池更安全的同时精简电路板电路,只需要4个电容+NTC电阻即可实现耳机低温快充;支持耳机超级快充 3.6-5.1V 跟随,充电转换效率更高,充电速度更快。
应用案例:
(1)OPPO Enco Air4 Pro真无线降噪耳机
INJOINIC英集芯

IP5528充电仓管理SoC

INJOINIC英集芯IP5528 TWS耳机充电仓管理SoC,是一款集成MCU、升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理SOC,为TWS充电仓提供完整的解决方案。 得益于IP5528的高集成度与丰富功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸, 降低BOM成本。
IP5528支持跟随充电功能,可实现充电电压3.2~5.5V范围10mV精细步进调整,能够有效提升15%~20%充电盒电池到耳机电池的转换效率,进而提升15%~20%的TWS耳机综合续航时间。基于这一特性,品牌厂商可以在电池容量、外观体积和功能性上做更灵活的权衡。
例如,在不增加电池容量的情况下,可以使产品提供更持久的续航时间;又或是使用更小容量的电池来达到与原来相同的续航时间,不仅可以有效降低成本,还能减小产品的体积,提高便携性;还可以在搭载更多功能和应用的情况下,保证产品的续航时间不打折扣,让用户无需因此而感到担忧。

IP5528在应用上,只需一个电感实现升降压功能,支持低成本电感和电容。IP5528的同步升压系统提供额定400mA输出电流,转换效率高至93%。轻载时,自动进入休眠状态,静态电流降至15µA。
IP5528采用开关充电技术,提供额定1A充电电流,充电效率高至90%。内置芯片温度保护和输入电压智能调节充电电流。IP5528内置12bit ADC,可精确测量电池电压和电流。支持1/2/3/4颗LED电量显示和数显电量显示。从产品手册介绍,IP5528还支持输出电压3.2V~5.2V,支持给耳机快充。
应用案例:
(1)Baseus倍思Bowie M2s Pro真无线降噪耳机
(2)Baseus倍思Bowie W04 Plus真无线耳机
IP5518充电仓管理SoC

INJOINIC英集芯IP5518 TWS耳机充电仓管理SoC,是一款集成MCU,集成了5V升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理SoC,为TWS蓝牙耳机充电仓提供完整的电源解决方案。IP5518的高集成度与丰富功能,使其在应用时仅需极少的外围器件,并有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
IP5518非常适合目前需求逐渐提升的智能双向通讯仓应用,可以提供开盖即连功能耳机秒回联手机,相较普通产品7秒以上的回连时间体验大幅提升,同时耳机出仓与入仓都能做到灯显提醒,给予用户直观反馈。

IP5518芯片内置一个5V输出、同步整流的升压DC-DC,功率管内置,提供最大300mA输出电流,升压效率高至93%。DC-DC转换器开关频率在1.5MHz,可以支持低成本电感和电容;IP5518的线性充电提供最大500mA充电电流,可灵活配置最大充电电流。内置IC温度和输入电压智能调节充电电流功能。
IP5518可实现TWS对耳独立入仓检测,检测到耳机入仓后自动进入耳机充电模式,耳机充满后自动进入休眠状态,静态电流最低可降至20uA;可灵活定制耳机充满判饱电流,充满电流检测精度高达1mA。IP5518内置MCU,可灵活定制4/3/2/1颗LED或188数码管电量显示。内置12bit ADC,可准确计算电池电量。
应用案例:
IP5516充电仓管理SoC

INJOINIC英集芯IP5516充电盒管理SoC,集成MCU、升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示、5V单向通讯等功能,为TWS蓝牙耳机充电仓提供完整的电源解决方案。
IP5516支持300mA同步升压输出,500mA线性充电,输入电流可调并支持自适应调节,支持高压平台电池,内置ADC计算电池电量,支持1-4颗LED或者5~6pin 188数码管电量显示。IP5516的高集成度与丰富功能,使其在应用时仅需极少的外围器件,并有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。

INJOINIC英集芯IP5516详细资料图。
应用案例:
IP5513充电仓管理SoC

INJOINIC英集芯IP5513是一款集成5V升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理SoC,为TWS蓝牙耳机充电仓提供完整的电源解决方案。IP5513的高集成度与丰富功能,使其在应用时仅需极少的外围器件,并有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
IP5513内置一个5V输出、同步整流的升压DC-DC,功率管内置,提供最大300mA输出电流,升压效率高至93%;IP5513的线性充电提供最大500mA充电电流, 可灵活配置最大充电电流。内置IC温度和输入电压智能调节充电电流功能。
IP5513可实现TWS对耳独立入仓检测,检测到耳机入仓后自动进入耳机充电模式,耳机充满后自动进入休眠状态,静态电流最低可降至30uA。可灵活定制耳机充满判饱电流,充满电流检测精度高达1mA。 IP5513内置MCU,可灵活定制4/3/2/1颗LED或188数码管电量显示。内置10bit ADC,可准确计算电池电量。

INJOINIC英集芯IP5513详细资料图。
应用案例:
(5)Lenovo联想thinkplus LP48真无线耳机
IP6818多功能电源管理SoC

INJOINIC英集芯IP6818多功能电源管理SoC,集成Qi无线充接收、5V升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示等,集成度非常高,单颗芯片即可为TWS蓝牙耳机充电仓提供完整的电源解决方案。
IP6818 的高集成度与丰富功能,使其在应用时仅需极少的外围器件,并有效减小整体方案的尺寸, 降低BOM成本。 IP6818内置MCU,可灵活定制 4/3/2/1颗LED电量显示;内置12bit ADC,可准确计算电池电量。

INJOINIC英集芯IP6818详细资料图。
应用案例:
LPS微源半导体

LP7812A充电仓电源管理IC

LPS微源半导体LP7812A多合一智能TWS充电仓电源管理IC。LP7812A集成电池充电,耳机充电,温度管理,霍尔检测,按键检测以及LED显示等功能。集成的线性充电电路给电池仓充电,同时支持高达28V的输入电压和最大0.8A的充电电流。两路独立的耳机充电电路支持电压跟随,能够提升仓电池到耳机电池15%左右的转换效率,即提升15%的整机续航时间,大大提升产品卖点及用户体验。
微源Hero Charge家族LP781X系列产品其电压跟随原理采用独特的恒流源的方式,全程无需MCU参与,让电压跟随实施起来更简洁更方便,节约客户产品开发时间,以便终端产品更快上市。

LPS微源半导体LP7812A详细资料图。
应用案例:
(2)TOZO T6真无线耳机
(3)JLab go air pop真无线耳机
LPS微源半导体LP7812C充电仓电源管理芯片

LPS微源半导体LP7812C TWS充电仓电源管理芯片,集成电池充电,耳机放电,温度管理,霍尔检测,按键检测以及LED显示等功能;集成的线性充电电路给电池仓充电,同时支持高达28V的输入电压和最大0.8A的充电电流;两路独立的耳机充电电路支持电压跟随,能够提升仓电池到耳机电池15%左右的转换效率,即提升15%的整机续航时间,大大提升产品卖点及用户体验。
微源Hero Charge家族LP781X系列产品其电压跟随原理采用独特的恒流源的方式,全程无需MCU参与,让电压跟随实施起来更简洁更方便,节约客户产品开发时间,以便终端产品更快上市。据我爱音频网了解到,为了让电压跟随更普及消费者体验更好,微源半导体通过不断创新,同步推出了7812A/7812B等无需外挂MCU系列产品,能够轻松实现效率提升15%左右,从而不增加客户的任何成本。

LPS微源半导体LP7812C详细资料图。
应用案例:
LY来远

ICP6106 TWS耳机充电仓SoC

LY来远电子ICP6106 TWS耳机充电仓SoC,专为TWS耳机充电盒设计,集成了锂电池充放电管理,同步开关充电,同步升压,电源路径管理,双耳独立检测,双向通讯等功能。
ICP6106内置一款基于CMOS工艺的8位微控制器,运用RISC的架构基础,大部分的指令执行时间都是一个指令周期,只有少部分间接地址访问的指令是需要两个指令周期。
ICP6106内置高达3KW MTP程序存储器和256 bytes数据存储器。内置低速、高速RC时钟,支持外部晶振。集成一个12位精度的ADC,最多支持9通道模拟输入与内置个1.2V的基准电压通道。此外还内置了个硬件比较器,可选多个输入比较通道。

LY来远电子ICP6106详细资料图。
应用案例:
Nsiway纳芯威

NS4892B电源管理IC

Nsiway纳芯威NS4892B电源管理IC,集成降压转换器、锂电池充电管理和电池状态显示等多功能,能够为便携式锂电池充电提供完整的解决方案。芯片内置多重保护功能,使其在应用时仅需极少的外围器件, 即可有效的减小PCB尺寸,降低方案的成本。
NS4892B充电模式支持(0V)涓流/恒流/恒压三段式充电模式;放电模式采用1MHz的PWM工作方式,更高效为输出提供升压。另外,芯片具有 LED显示和KEY键功能,且包含多重保护功能,最大程度上提高芯片的可靠性和方案的安全性。

Nsiway纳芯威NS4892B详细资料图。
应用案例:
SinhMicro昇生微电子

SS888QH微控制器

SinhMicro昇生微电子SS888QH微控制器。SS888X是集成电源管理功能、内置运算放大器的8位低功耗A/D型MCU。SS888X内置Charger、30V耐压OVP、ADC、OPA、LDO、无线充电、UART、SPI、IIC、SSP等丰富的功能和接口,具有灵活的配置模式和不同的低功耗选项。
SS888X以精简的外围成本、优秀的性能和灵活便捷的开发,为需要充电和智能控制的便携式智能电子设备(如TWS充电盒、电动滑板、手持吸尘器等)提供应用支持。

SinhMicro昇生微电子SS888X详细资料图。
应用案例:
SS881A POWER MCU

SinhMicro昇生微电子SS881A POWER MCU,负责内置电池的充放电管理和充电盒整机控制。
SinhMicro昇生微电子SS881A POWER MCU,是一颗集成了充放电管理的AD型Flash单片机,集成了电源管理单元和充电管理单元,提供全软件实时可配置的充电电压电流设置。
SS881X系列是昇生微POWER MCU系列的产品之一,具有丰富的接口功能和灵活的配置模式,支持不同的低功耗选项,适用于需要电池充电以及智能控制的便携式电子产品,可通过软件灵活配置电池的充电电压和电流,同时还内置完善的保护功能,而且芯片本身已经通过了IEC62368认证。使用昇生微的单片机可为TWS耳机等产品带来精简的外围,优秀的性能和灵活便捷的开发。

SinhMicro昇生微电子SS881X详细资料图。
应用案例:
(1)HIFIMAN Svanar Wireless Jr真无线降噪耳机
SS880MH微控制器

SinhMicro昇生微SS880MH集成电源管理功能的低功耗微控制器,SS880X的核心是一颗兼容8051指令集的8位MCU,最高主频为12MHz,集成了电源管理单元和充电管理单元,支持电池或者5V适配器供电,支持对不同规格、不同容量的电池充电。结合内置的低压、过压、过流、过温等检测和保护机制,可提供高效、安全的电源解决方案。VIN引脚有耐压处理,低压版本最高耐压为14V,高压版本最高耐压为28V。
昇生微SS880X系列内建线性充电管理单元,可对单节锂电池,磷酸铁锂电池等充电。同时支持正常、低速、空闲、待机、休眠五种模式。支持上电、外部引脚、看门狗定时器、VDD低电压、调试器和软件异常6种复位方式。

SinhMicro昇生微SS880MH引脚示意图。
应用案例:
SS88F8H电源管理芯片

SinhMicro昇生微电子SS88F8H电源管理芯片,负责为内置电池充电和整机控制。
应用案例:
SSP707电源管理芯片

SinhMicro昇生微电子SSP707电源管理芯片,是一颗集成了38V耐压OVP、开关Charger、Boost、LDO 、I2C、耳机插拔检测、载波通信、UART Level Shift、无线充输入检测等功能的高集成度PMIC。高集成度的特征,大大精简方案外围物料,简化TWS耳机充电盒设计。
SSP707可为充电舱电池提供高效率快充,左右耳机独立超轻载检测、独立跟随供电,缩短用电时间,耳机出入舱检测更灵敏可靠、提高耳机用电效率续航时间,显著提升用户体验。

SinhMicro昇生微电子SSP707x详细资料图。
应用案例:
(1)EDIFIER漫步者Lolli Pro 3真无线降噪耳机
SGM圣邦微电子

SGM41523D锂电池充电器

SGMICRO圣邦微SGM41523D锂电池充电器,充电电压和电流均可使用电阻设置,且充电电流在0.2A至2.5A范围内可设;还具有其他安全功能,例如过压和过流保护、折返保持、输入欠压锁定、电池温度监控和热关断。这些功能可确保安全可靠的操作、易于设计和舒适的用户体验。

SGMICRO圣邦微SGM41523D详细资料图。
应用案例:
(1)Sennheiser森海塞尔MOMENTUM真无线4代耳机
TI德州仪器

BQ21040电池充电器

TI德州仪器BQ21040充电IC,是一款面向空间受限类便携式应用的高度集成锂离子和锂聚合物线性电池充电器,可通过外部电阻编程设定的充电电流最高可达800mA。BQ21040可由一个USB端口或交流适配器供电运行。具有输入过压保护的高输入电压范围支持低成本、未稳压的适配器。

TI德州仪器BQ21040详细资料图。
应用案例:
BQ25618充电IC

TI德州仪器BQ25618充电IC,集成了开关充电,同步升压转换器和电压保护功能,支持22V耐压,运输模式下可将电池泄漏降低至6uA,用于为内置锂电池充电,以及为耳机充电。

TI德州仪器BQ25618详细资料图。
应用案例:
TPOWER天源中芯

TP4582B电源管理芯片

TPOWER天源中芯TP4582B电源管理芯片,是一款集成线性充电管理、同步升压转换、电池电量指示和多种保护功能的单芯片电源管理SOC,为锂电池的充放电提供完整的单芯片电源解决方案。
TP4582B内部集成了线性充电管理模块、同步升压放电管理模块、电量检测与LED指示模块、保护模块、按键模块和自动开关机模块。TP4582B内置充电与放电功率MOS,充电电流为250mA,最大同步升压输出电流为500mA。TP4582B采用专利的充电电流自适应技术,同时采用专利的控制方式省去外部的功率设定电阻,降低功耗的同时降低系统成本。
TP4582B内部集成了温度补偿、过温保护、过充与过放保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护等多种安全保护功能以保证芯片和锂离子电池的安全。TP4582B应用电路简单,只需很少的外围元件便可以实现锂电池充放 电的完整方案,极大的节省了系统的成本和体积。

TPOWER天源中芯TP4582B详细资料图。
应用案例:
TPS思远半导体

SY8821蓝牙耳机充电仓解决方案

思远半导体SY8821电源管理SoC,是一款专为蓝牙耳机仓设计的芯片,内部集成充电模块和放电模块。充电电流外部可以调节;放电模块集成两路输出限流开关,提供了独立的负载存在检测和负载插入检测,同时支持输出电流检测。芯片集成NTC保护功能,更安全的对电池进行充放电。
SY8821能够匹配所有蓝牙主控对电源特性的要求,5V常开及掉电压模式可选,常输出功耗低至3uA,1~4灯灵活配置,无需定制料号,按键、Hall控制可选,无需外部MCU,单芯片即可实现充电仓应用设计,大大降低备货的风险。

思远半导体SY8821详细资料图。
应用案例:
(1)Haier Bros.海尔兄弟TWS游戏蓝牙耳机HB-ZY5
SY8815蓝牙耳机充电仓解决方案

思远半导体SY8815蓝牙耳机充电仓解决方案,专为蓝牙耳机仓设计,内部集成充电模块和放电模块。充电电流外部可以调节;放电模块集成两路输出限流开关,提供了独立的负载存在检测和负载插入检测,同时支持输出电流检测。
SY8815放电使能控制,MCU可以直接通过EN来灵活控制芯片的放电功能。SY8815集成了单线的状态码输出,方便实现芯片向MCU上报芯片状态。 SY8815非常适合蓝牙耳机充电仓的设计,极大简化了外围电路和元器件,为蓝牙耳机充电仓的应用提供了简单易用的方案。

思远半导体SY8815详细资料图。
应用案例:
SY8809蓝牙耳机充电仓解决方案

思远半导体SY8809蓝牙耳机充电仓解决方案,芯片内部集成充电模块和放电模块,充电模块采用NVDC架构,电池端充电电流I2C可以调节;放电模块输出电压I2C可以调节,集成两路输出限流开关,提供了独立的负载存在检测和负载插入检测,同时支持输出电流检测。芯片集成NTC保护功能,更安全的对电池进行充放电。
SY8809集成了标准的I2C接口和中断信号,方便实现芯片和MCU之间的通讯,控制充电、放电功能。SY8809集成了通讯端口,可以实现MCU到耳机端的高速通信,非常适合蓝牙耳机充电仓的设计,高集成度极大简化了外围电路和元器件,为蓝牙耳机充电仓的应用提供了简单易用的方案。SY8809采用的封装形式为QFN4x4-24。

思远半导体SY8809详细资料图。
应用案例:
SY8803蓝牙耳机充电仓解决方案

思远半导体SY8803蓝牙耳机智能充电仓解决方案,是一款专为蓝牙耳机仓设计的单芯片解决方案。芯片内部集成充电模块和放电模块,充电电流和放电截止电流外部可以调节。芯片集成了标准的I2C接口和中断信号,方便实现芯片和MCU之间的通讯。同时芯片还提供了负载检测和负载插入识别。
SY8803非常适合蓝牙耳机仓的设计,极大简化了外围电路和元器件,为蓝牙耳机仓的应用提供了简单易用的方案。SY8803采用QFN16封装。

思远半导体SY8803详细资料图。
应用案例:
(1)Jabra捷波朗Elite 8 Active真无线降噪耳机
SY7636锂电池充电/放电解决方案

思远半导体SY7636是一款专为小容量锂电池充电/放电应用设计的单芯片解决方案,集成了充电电流0.4A的线性充电管理模块,以及放电电流0.5A的同步升压放电管理模块,放电电流截止为10mA。内置功率MOS。
思远半导体SY7636采用SOP8封装形式,集成了电池电量检测、可选择控制2/4LED状态指示及按键功能,针对小容量锂电池应用,提供简单易用的解决方案。

思远半导体SY7636详细资料。
应用案例:
SY5501电源管理PMIC

思远半导体SY5501电源管理PMIC,是一款专门为TWS耳机设计的芯片,提供一套充电和隔离通讯的完美解决方案。芯片集成了线性充电管理、放电保护、(仓与耳机)单线双向数据通信以及I2C通讯接口,方便用户实现耳机充放电管理和协议通讯。
SY5501最大充电电流外部电阻可调,同时支持恒流充电ICC、浮充电压VFLOAT档位I2C调节;芯片集成NTC检测和保护功能,更安全地对电池进行充放电管理。SY5501带有电池放电保护和shipmode功能,可以实现耳机 系统低功耗需求。芯片集成私有控制指令,耳机充电仓可以通过VIN发送指令控制SY5501,实现对耳机主控的开关机和复位操作。SY5501还支持智能识别在仓/离仓状态,并主动通知耳机主控。

思远半导体SY5501详细资料图。
应用案例:
我爱音频网总结
电源芯片作为TWS耳机的主要配置之一,影响着TWS耳机的续航能力、充电速度、充放电安全,以及体积和重量等,因此也直接影响着用户的使用体验。而随着技术的发展,电源芯片朝向了高度集成化发展,单芯片能够为TWS耳机提供了完整的电源解决方案。
通过此篇文章可以了解到,目前市场上的电源芯片方案种类非常丰富,其中如英集芯、微源、昇生微、思远半导体旗下的电源管理方案,基于高度集成的特性,能够有效降低成本、简化产品开发和生产流程、降低产品体积,提升产品的一致性,获得了更多品牌的青睐。