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讓快充更安全———手機充電端的防護
發(fā)布日期:2017-03-30 12:46:38
一、 快充背后的隱憂
智能手機的硬件在不斷發(fā)展,包括多核心處理器、超高清屏幕、媲美卡片相機的攝像頭,儼然成為了一個口袋中的強大計算機。不過,電池技術(shù)卻仍然停滯,導(dǎo)致了很多智能手機只能在高負荷狀態(tài)下使用幾個小時,所以,手機電池容量越來越大。用“通貨膨脹”來形容手機電池壽命或許再貼切不過了,幾年前,即便是諸如三星Galaxy、摩托羅拉Droid的旗艦機型,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電池容量的旗艦機型比比皆是,甚至出現(xiàn)了5000mAh的機型。為如此大容量的電池充電已經(jīng)成為現(xiàn)時大家討論的一個熱門話題,一系列的快充技術(shù)也應(yīng)運而生。
市場上應(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為手機充電演示圖,簡單地說,進入到手機端的電壓為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的充電電流甚至達到了5A。在高電壓大電流的充電環(huán)境下,各種危險信號也隨之而來,充電端的浪涌等級,然而印度市場的電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施較差,這就對手機充電的安全防護提出了更高的要求。
圖1 手機充電演示圖
二、 防護等級及解決方案
由于快充的廣泛應(yīng)用和充電環(huán)境的不可預(yù)測,手機充電端的(8/20μs)浪涌防護等級已經(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浪涌的防護要求,長園維安可提供一種在充電端口上的過壓保護方案,圖2為5V和9V充電的防護方案,圖3為12V充電的防護方案。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充電防護方案
圖3 12V充電防護方案
本方案的防護原理為,當(8/20μs)300V的浪涌進入手機充電端口時,TVS率先動作將大部分浪涌能量進行疏導(dǎo),然而剩余的殘壓對充電管理IC(Charger)來說仍然是危險的,OVP檢測到此危險脈沖斷開線路中的MOSFET,實現(xiàn)對Charger的保護,直至危險信號完全消失OVP中的MOSFET打開,手機繼續(xù)正常充電。
OVP的使用位置就在手機充電端口的附近(注意:根據(jù)不同的手機設(shè)計方案,位置可能有所不同),如圖4所示:
圖4 OVP在手機中的使用位置
WP3881和WP3881L均為WLCSP12封裝,尺寸小適合用于手機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
手機現(xiàn)已成為人們日常生活中必不可少的電子產(chǎn)品,因此手機的安全性顯得尤為重要,上海長園維安電子線路保護有限公司為手機終端提供了全面的充電浪涌保護方案,實現(xiàn)了讓快充更安全!