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LPS音频功放选型及其在IPC的应用

judy — Mon, 20 Jun 2022 07:09:07 +0000

随着语音播放、交互功能的不断普及，在各类民用电子产品中，音频模块越来越成为必备的一部分。由于音频部分直接影响终端客户的使用体验，音频功放的设计也需要进行更多的考虑和取舍。市面上产品琳琅满目，各类产品的功能要求和侧重点也不尽相同，设计者需要根据具体应用选择最合适的音频放大器方案，熟悉各种可用的音频放大器类型及其特征也非常重要。以下是一些音频功放的选用要点，帮助您进一步了解其相关的选型和设计。

1. 音频功放类型

A类：失真最小，静点工作电流最大，效率最低。

B类：失真较大，静点工作电流最小，效率较高。

AB类：失真中等，静点工作电流中等，效率中等，如LPA4890，LPA4891。

D类：工作原理完全不同的放大器，也称之为数字放大器，效率高，如LPA2010。

F类：同时集成了Class AB和Class D可选。

2. 音频功放关键参数

额定功率：总谐波失真10%时的平均输出功率。

频率响应：当放大器的电压增益在某个低频点下降3dB，则该点为下限频率，同样在某个高频点下降3dB时为上限频率。3dB点称为半功率点。电压下降3dB，输出功率正好减小一半。

失真度（THD）：指放大器的非线性引起的，谐波失真是对原信号的波形的扭曲。谐波失真一般用百分比表示，百分比数越小失真度也越小。失真有：谐波失真、互调失真、交越失真、削波失真、瞬态失真等。

底噪：电声系统中除有用信号以外的总噪声，本身内部的元件相互干扰而产生的噪音。

POP音：音频器件在上电、断电瞬间以及上电稳定后，各种操作带来的瞬态冲击所产生的爆破声。

3. 微源音频功放丰富产品

微源深耕模拟IC领域多年，迄今为止已有多种多样的音频功放方案，以满足客户不同方面的应用需求，可以参考如下规格进行选用：

4. IPC应用的微源音频功能方案

下面重点介绍安防领域的网络摄像机（IPC）应用。IPC以采集数字视频、音频信号并进行编码压缩，通过网络总线传送到Web服务器。网络授权用户可以直接用浏览器接收Web服务器上的摄像机图像和音频，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。特别指出的是IPC具备语音功能，在查看家中状况的同时，还能与家人双向通话。录像同时也录音，适合商铺等营业场所，记录顾客对话与营业情况，真正实现双向语音功能，可录音，可通话。

在这语音功能起关键作用的就是音频功放，如下系统框图。重点推荐微源AB类1.2W的LPA4890。该方案音质性能优异，失真度0.1%、底噪82uV，对上电常见的POP音问题也有做专门优化，解决客户长期的POP音难题。另外微源D类3W的LPA2010，也可以满足您对更高效率的要求。

以下有整理这两个方案的重点参数和应用场合，请您参考：

LPA4890的关键性能测试数据

D类功放LPA2010效率更高、关断功耗小，在对续航高的便携式产品应用中，也非常推荐使用。同时采用新的filterless架构设计，无需外部滤波直接驱动喇叭，节省系统成本和面积。下面是LPA2010的功率和频率对THD的测试数据。

以上是LPA4890和LPA2010的详细性能介绍。值得一提的是，微源近期新推出AB类功放LPA4891，内置反馈电阻，简化外围电路，与LPA4890封装脚位兼容。同时LPA4891也和LPA2010封装脚位和电路完全兼容，适合用AB类功放替代D类的应用场合，降低成本。

关于微源半导体

微源半导体是行业领先的模拟芯片设计公司，持续专注以电源管理芯片为主的模拟芯片领域，全球布局研发中心和销售中心，致力于为客户提供完整的电源管理解决方案和技术服务。产品广泛应用于电池系统、显示系统、无线通讯系统和个人穿戴系统等3C市场相关产品。

自成立以来，微源半导体快速成为行业领先的电源管理方案提供商，以上千种产品、超十亿颗级别使用量服务于上万家客户。微源始终坚持产品质量第一，持续高研发投入，致力于设计更可靠、品质更安全、交付更有保障，努力成为客户首选电源合作伙伴。www.lowpowersemi.com

微源半导体推出适用于智能平板的屏偏压解决方案

judy — Tue, 26 Apr 2022 01:44:10 +0000

平板是除手机外，另一重要的个人消费电子终端产品，2021年全球出货量达1.6亿台。智能平板与智能手机相比，总体架构类似，选型趋近，主要区别之一在于屏幕相关的部分。智能平板的大尺寸屏幕，对屏偏压供电芯片的驱动能力较手机方案有更高的要求，针对这一需求，微源在原有手机LCD屏幕偏压产品LP6280S的基础上，推出了最新一代性能增强型LP6280A智能平板专用LCD屏幕正负偏压产品。

智能平板屏偏压芯片

如图中所示，LCD Bias偏压芯片为LCD屏提供正常工作所需的正负压供电。由于智能平板的屏幕一般较大，且一些平板有支持触控笔的需求，从而对屏幕的刷新率也会有更高的规格要求。这就要求LCD Bias偏压芯片需要能够有更大的电流输出能力，以及更好的瞬态响应性能。

LP6280A性能增强型屏偏压芯片，VOP/N输出都支持150mA的大电流输出能力，可全方面覆盖智能平板大尺寸屏对正负偏压大电流供电的需求，其中VOP最高输出能力高达200mA。LP6280A优异的瞬态响应性能可以支持负载电流的突然变换，而不会导致水波纹的产生，使用户获得良好的体验感。

LP6280A在增强了输出驱动能力和瞬态响应的同时，依然保持原有手机屏偏压适用产品LP6280S 的低功耗特性。使得智能平板在实现通常需要的双击唤醒功能时，仍能具有较低的功耗。

如下是LP6280A输出电压调整率，如下图所示。

LP6280A 产品介绍

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微源半导体电源开关选型攻略

judy — Tue, 12 Apr 2022 02:49:45 +0000

电源开关可提供电压源到负载的电气连接，通过对系统中的多条电压轨的通断控制，来降低系统整体功耗，且集成的各类保护功能，在保护子系统免受损坏的同时，亦可简化设计减小板上面积。

工程师在选择电源开关方案时，可根据不同的应用需求，选择具有不同输入电压范围，输出电流能力，Rds(on)，启动时间，以及是否带限流，快速放电，防反灌等功能要求的产品。此外，从系统角度考虑，还需要分析应用所需的各类保护是否可采用更经济简单的方式来实现，是用高集成度的单芯片电源开关方案，还是采用让人"感觉"会更便宜却更复杂的分立方案？

1. 集成电源开关的特点

以如下集成型的负载开关LP5240与典型分立MOS开关方案对比为例：

集成型负载开关方案除了能实现分立MOS开关电路的所有功能外，通常还集成了过热保护，短路保护，以及快速掉电等功能，如需在典型的分立方案中也加上类似保护功能，那必须增加大量的外部器件。且从性能角度，集成型负载开关也无疑具有更好的一致性。因此，对于大部分应用来说，集成型的负载开关不仅可以替代分立MOS开关方案，而且可以使终端产品实现更小体积，更优性能，使电路设计结构更加优化实现更多的功能集成。

2. 微源半导体电源开关

在微源众多的电源开关中，挑选如下典型明星产品如下图所示。

通用带限流型：带"W"的产品是通用型带限流功能的电源开关产品，电流范围从200mA 至2.5A。除用作通常的电源轨的通断控制外，因"W"产品都具有限流功能，还特别适合作为USB接口类产品上的限流开关使用。

应用相关型：不同应用对负载开关会有一些各自特定的要求，如适用于可穿戴应用的超小封装，低Rds(on)负载开关LP5240；即将推向市场的适合于笔记本类应用的6A 双通道负载开关LP5241。

3. 选型参数对比

LPW5202是目前微源通用电源限流开关中封装最全，支持电流点最多应用最广泛的一款产品，并且已经通过了UL认证，非常适合应用于各类具有USB接口类型，且对UL认证有要求的客户。LPW5201和LPW5209则是微源另外两款经典限流开关，这类产品除了应用于USB接口类产品外，也非常适合于作为系统内部的电源轨或者调试接口等的通断控制。

而LP5240则是专门针对可穿戴类产品的需求而设计，超小的WLCSP-4封装非常适合于空间要求较高的应用。

以LPW5202为例，其所支持的封装和电压点可与目前市场常见的同类产品均相互兼容。

除了以上所介绍的限流开关及负载开关的特点和优势之外，通常在这类集成开关中所提及的诸如"软启动"，"快速放电"等功能其实对于客户系统的安全可靠的工作也各自有不同的意义：

软启动：负载开关能够防止因给负载电容快速充电而引起的电源电压"下降"。

快速放电：对于具有快速放电特点的负载开关可确保已断开或禁用的负载不会被浮置，由负载开关所创建一条从VOUT到GND的路径可以有效确保负载能够快速返回到已知的0V状态。

因此，工程师应综合从系统安全可靠的角度，综合评估系统成本做出对自己的项目最优的选择。

新产品需求，请联系以下邮箱：

销售：Marketing@lowpowersemi.com
技术支持：FAE@lowpowersemi.com

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微源半导体推出可穿戴设备用低功耗、高动态响应LDO-LP3991

judy — Tue, 22 Mar 2022 03:16:10 +0000

最近十年，可穿戴设备经历了从元年开始的新技术萌芽到被资本热捧，从行业发展挫折遇冷再到重新成熟。2020年的疫情使全球消费者对健康和生活质量的重视提到了史无前例的高度，智能穿戴设备的价值也再次被重新认可。据CCS Insights预测，可穿戴式装备的成长速度将高于手机和平板，至2025年，全球可穿戴设备(智能手表、智能手环)整体出货量将达3.8亿只。智能手表的健康监测，已经从可穿戴设备的心率测量能不能测准，变成了心率、血氧，ECG在保证准确性的同时能不能随时监测。目前，可穿戴智能手表手环产品用户所关心的众多问题中，电池续航问题排在所有问题的首位，功耗是一个系统级的问题。以智能手环手表为例，健康监测功能做得越来越面面俱到，其主芯片及传感器工作的时间越来越长，用于检测心率、ECG，体温等指标的传感器也越来越多，整个系统的功耗必然会增加。如何让传感器在不需要工作的时候尽可能保持低的静态功耗，成为可穿戴设备研发工程师选型时需要重点考虑的因素。为了更好的满足可穿戴产品超低功耗的需求，微源半导体近期发布了一款专门针对可穿戴设备低功耗应用需求的LDO – LP3991。

1. 可穿戴手环/手表典型应用

以目前可穿戴应用中份额最高的智能手环手表产品为例，不同的主芯片会有不同的电压要求，例如1.8V、3.3V等，分别为主平台模拟或者数字电路供电，系统的电源管理要求在需要时开启或关闭各个系统模块的电源。常见的开启或关闭的方式有两种：一是使用负载开关（如微源产品：可穿戴应用的低功耗小体积负载开关 - LP5240HVF）；二是直接采用带使能引脚的超低静态电流的LDO。通常带使能引脚的LDO要求静态电流在5uA内。微源半导体新推出的LP3991能满足这样的要求。

下图为可穿戴手环/手表的典型应用图（注：图中所有绿色部分均有微源产品可供选择）。

2. LP3991 产品介绍

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。

LP3991是一款低功耗5uA和具有良好的动态响应LDO，其实测静态电流和动态响应如以下二图所示。除静态功耗外，LP3991也处处考虑到可穿戴设备的其它关注点，例如：
- 丰富的固定输出电压可选以满足不同模块工作电压的需求；
- DFN1*1的小封装满足可穿戴产品空间小的需求。

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自成立以来，微源半导体快速成为全球领先的电源管理方案提供商，以上千种产品、超十亿颗级别使用量服务于上万家客户。微源始终坚持产品质量第一，持续高研发投入，致力于设计更可靠、品质更安全、交付更有保障，努力成为客户首选电源合作伙伴。

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微源半导体推出支持系统低压启动的可穿戴充电方案

judy — Tue, 08 Mar 2022 03:14:40 +0000

可穿戴产品应用广泛，有像智能手表、运动手环和智能眼镜等主流的产品形态，和包括以脚为支撑的(鞋或者其他腿上佩戴产品)，以头部为支撑的(头盔、头带等)，以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流的产品形态。

在可穿戴产品系统设计过程中，工程师们会经常遇到这样一个问题：当锂电池电压被放电放到过低（低于涓流充电电压阀值），充电芯片输出较低的涓流电流而系统的负载电流高于涓流电流，从而导致系统无法有效充电而最后关机的问题。为了解决这个系统低电池电压启动问题，通常方案会增加许多外围器件，这样的解决方案很费开发时间、器件成本高以及板子面积大。微源半导体最新推出的充电芯片LP4069P，把涓流电流做到恒流充电电流的40%，大于系统的负载电流，从而非常轻松地解决了上述问题。

1. 可穿戴手环/手表典型应用

LP4069P还有很多优异性能。其输入耐压最高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，省去外加OVP芯片的成本。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。

2. LP4069P 产品介绍

LP4069P 在不同输入电压、温度环境下，都能具有稳定的输出电压以及充电电流，不受外界因数变化而导致产品很大的偏差。

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