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讓快充更安全———手機(jī)充電端的防護(hù)
發(fā)布日期:2017-03-30 12:46:38
一、 快充背后的隱憂(yōu)
智能手機(jī)的硬件在不斷發(fā)展,包括多核心處理器、超高清屏幕、媲美卡片相機(jī)的攝像頭,儼然成為了一個(gè)口袋中的強(qiáng)大計(jì)算機(jī)。不過(guò),電池技術(shù)卻仍然停滯,導(dǎo)致了很多智能手機(jī)只能在高負(fù)荷狀態(tài)下使用幾個(gè)小時(shí),所以,手機(jī)電池容量越來(lái)越大。用“通貨膨脹”來(lái)形容手機(jī)電池壽命或許再貼切不過(guò)了,幾年前,即便是諸如三星Galaxy、摩托羅拉Droid的旗艦機(jī)型,通常也僅僅搭載了1600mAh左右的電池,而且足以完整使用一整天。而現(xiàn)在,具有3000mAh電池容量的旗艦機(jī)型比比皆是,甚至出現(xiàn)了5000mAh的機(jī)型。為如此大容量的電池充電已經(jīng)成為現(xiàn)時(shí)大家討論的一個(gè)熱門(mén)話(huà)題,一系列的快充技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。
市場(chǎng)上應(yīng)用最多的快充技術(shù)有以下三種:高通的Quick Charge 2.0/3.0、MTK的PUMP EXPRESS PLUS以及OPPO的VOOC閃充。圖1為手機(jī)充電演示圖,簡(jiǎn)單地說(shuō),進(jìn)入到手機(jī)端的電壓為5V、9V和12V三種,電流也經(jīng)常在2A以上,OPPO閃充的充電電流為4A,華為Mate 9的充電電流甚至達(dá)到了5A。在高電壓大電流的充電環(huán)境下,各種危險(xiǎn)信號(hào)也隨之而來(lái),充電端的浪涌等級(jí),然而印度市場(chǎng)的電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施較差,這就對(duì)手機(jī)充電的安全防護(hù)提出了更高的要求。
圖1 手機(jī)充電演示圖
二、 防護(hù)等級(jí)及解決方案
由于快充的廣泛應(yīng)用和充電環(huán)境的不可預(yù)測(cè),手機(jī)充電端的(8/20μs)浪涌防護(hù)等級(jí)已經(jīng)從之前的100V、200V提高到現(xiàn)在普遍的300V要求。
為解決(8/20μs)300V浪涌的防護(hù)要求,長(zhǎng)園維安可提供一種在充電端口上的過(guò)壓保護(hù)方案,圖2為5V和9V充電的防護(hù)方案,圖3為12V充電的防護(hù)方案。在5V和9V的充電方案中選用12V工作電壓的TVS(WS12P4N3),在12V的充電方案中選用15V工作電壓的TVS(WS15P4N3),OVP選用WP3881或WP3881L。
圖2 5V/9V充電防護(hù)方案
圖3 12V充電防護(hù)方案
本方案的防護(hù)原理為,當(dāng)(8/20μs)300V的浪涌進(jìn)入手機(jī)充電端口時(shí),TVS率先動(dòng)作將大部分浪涌能量進(jìn)行疏導(dǎo),然而剩余的殘壓對(duì)充電管理IC(Charger)來(lái)說(shuō)仍然是危險(xiǎn)的,OVP檢測(cè)到此危險(xiǎn)脈沖斷開(kāi)線(xiàn)路中的MOSFET,實(shí)現(xiàn)對(duì)Charger的保護(hù),直至危險(xiǎn)信號(hào)完全消失OVP中的MOSFET打開(kāi),手機(jī)繼續(xù)正常充電。
OVP的使用位置就在手機(jī)充電端口的附近(注意:根據(jù)不同的手機(jī)設(shè)計(jì)方案,位置可能有所不同),如圖4所示:
圖4 OVP在手機(jī)中的使用位置
WP3881和WP3881L均為WLCSP12封裝,尺寸小適合用于手機(jī)PCB板面積非常小的設(shè)備。圖5為芯片的外觀圖。
圖5 OVP的外觀示意圖
三、 結(jié)束語(yǔ)
手機(jī)現(xiàn)已成為人們日常生活中必不可少的電子產(chǎn)品,因此手機(jī)的安全性顯得尤為重要,上海長(zhǎng)園維安電子線(xiàn)路保護(hù)有限公司為手機(jī)終端提供了全面的充電浪涌保護(hù)方案,實(shí)現(xiàn)了讓快充更安全!