市場(chǎng)上已有幾元錢的廉價(jià)充電器出售，而某些山塞機(jī)所配置的充電器成本也僅幾元錢。這些低廉的手機(jī)充電器質(zhì)量有保證嗎？安全嗎？他們是如何節(jié)約成本的呢？俗語(yǔ)“一分錢一分貨” 雖然在今天已不完全正確，但是，在手機(jī)充電器市場(chǎng)，它仍是真理。下面，將為您揭開一些低廉充電器的秘密，同時(shí)，為了防范這些低廉充電器帶來(lái)的危害，手機(jī)的電源管理方案必須防微杜漸，不能偷工減料以節(jié)約成本，否則后果不堪設(shè)想。
- 揭密一(MPS亞洲區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)袁文林提供)
完整的充電管理及保護(hù)應(yīng)分為以下三部分：充電器端/主機(jī)端/電池包；其各自的保護(hù)功能環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。
充電器一般分為Switch(開關(guān)型)和Linear(線型)兩種，很多市場(chǎng)上售賣的低價(jià)充電器為了牟取暴利，可能只是使用了簡(jiǎn)單的繞線變壓器，沒(méi)有任何過(guò)流過(guò)壓等保護(hù)，也沒(méi)有考慮到電網(wǎng)供電穩(wěn)定度等因素，把潛在危險(xiǎn)帶給了手機(jī)本身。因?yàn)槭謾C(jī)制造商無(wú)法預(yù)測(cè)其終端客戶是否只使用合格的充電器對(duì)主機(jī)充電，所以，很多國(guó)際品牌廠商為了保障其商譽(yù)及減少返修之售后成本，都會(huì)在手機(jī)充電線路前端再加一顆保護(hù)芯片。
在2007年時(shí)國(guó)家信產(chǎn)部所出臺(tái)的移動(dòng)通信手持機(jī)充電器標(biāo)準(zhǔn)中，特別要求手機(jī)廠家在主機(jī)端增加輸入過(guò)壓保護(hù)功能，但市面上很多公司為節(jié)省成本，在正式量產(chǎn)出貨后就取消了當(dāng)時(shí)申請(qǐng)入網(wǎng)認(rèn)證時(shí)所使用的過(guò)壓保護(hù)芯片。同時(shí)，在電池包方面，取消電池包內(nèi)應(yīng)有的NTC過(guò)溫過(guò)冷保護(hù)電阻，在電池芯溫度變化時(shí)無(wú)法及時(shí)反饋給充電管理芯片，這都給終端用戶在充電時(shí)帶來(lái)輕者充電線路損壞，電池壽命減短；重者如電池爆炸/起火等潛在危險(xiǎn)。
- 揭密二(TI高性能模擬業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理張洪為提供)
從充電器端來(lái)說(shuō)，最大的問(wèn)題是所用光耦、變壓器絕緣是不是絕對(duì)可靠，如果為了省錢，用了質(zhì)量差的材料，就有較大的安全危害；其次空載功耗太大，現(xiàn)在主流要求小于300mW，日本已經(jīng)開始要求150mW；第三點(diǎn)是一致性差，不同的適配器互換后不能保證適用。
從主機(jī)端來(lái)看一些手機(jī)的充電管理功能由單獨(dú)的電源管理芯片PMU完成，或者與基帶集成為單芯片，其中充電的相關(guān)工作皆須仰賴PMU或基帶單芯片內(nèi)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖然成本低，但對(duì)軟件依賴性大，一旦出現(xiàn)軟件錯(cuò)誤，可能造成意外災(zāi)難；另一方面，CPU內(nèi)建充電管理功能，由于工藝的限制往往不能實(shí)現(xiàn)較高的輸入耐壓，所以，當(dāng)用戶使用劣質(zhì)充電器或因?yàn)椴灏纬潆娖鳟a(chǎn)生的浪涌電壓都可能造成PMU或基帶芯片的損壞，此時(shí)許多通過(guò)軟件而實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能都無(wú)法工作，可能會(huì)產(chǎn)生無(wú)法預(yù)期的后果；第三，一些內(nèi)建充電管理只能實(shí)現(xiàn)脈沖電流的充電以及平均電流的管理，對(duì)于峰值電流的限制則依靠充電器本身，這一點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致電池的壽命過(guò)短，在以后不同手機(jī)采用公共交流適配器后還將成為隱患。
- 揭密三(圣邦微電子產(chǎn)品線經(jīng)理呂亮提供)
充電器部分，作為產(chǎn)品的配件，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，成本壓力太大，會(huì)有比主機(jī)端更多的隱患。通常存在性能與產(chǎn)品說(shuō)明指標(biāo)不符，或者抗電強(qiáng)度不合格?？闺姀?qiáng)度是考核充電器產(chǎn)品安全性能的重要指標(biāo)。如果消費(fèi)者選用了這樣的產(chǎn)品，有可能會(huì)發(fā)生觸電，危及消費(fèi)者人身安全。
安全防范措施
- 充電器上的防范措施(PI高級(jí)副總裁Doug Bailey提供)
電池充電器存在三種安全隱患，即觸電、起火和破壞環(huán)境。
安全的設(shè)計(jì)方式是在電源的高壓側(cè)與低壓側(cè)之間保持適當(dāng)?shù)慕^緣與間隙。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的規(guī)則覆蓋電源的安全設(shè)計(jì)，還有許多安全機(jī)構(gòu)在監(jiān)控生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
高品質(zhì)的產(chǎn)品包含熱停機(jī)功能，可以在充電器過(guò)熱時(shí)斷開電源；還具有過(guò)電流關(guān)機(jī)功能，可以在電池短路(可能導(dǎo)致發(fā)熱和起火)時(shí)把功率降到額定功率的1%左右。通過(guò)采用高效的控制算法，以及確保產(chǎn)品不含鹵化物和PVC來(lái)最大限度地降低對(duì)環(huán)境的危害。這些算法確保充電器在非充電狀態(tài)消耗的功率最小。
- 主機(jī)端防范措施
TI張洪為：新一代的手機(jī)充電管理芯片需要具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：
更高的耐壓，一般在18V-26V；路徑管理功能，提供獨(dú)立的充電路徑和系統(tǒng)電源路徑；熱管理功能，一旦芯片內(nèi)核溫度上升到某一點(diǎn)時(shí)自動(dòng)降低充電電流從而保證系統(tǒng)的安全；LDO功能，當(dāng)電池沒(méi)有安裝時(shí)可以啟動(dòng)系統(tǒng)，這一點(diǎn)特別適合調(diào)試或量產(chǎn)測(cè)試，某些場(chǎng)合如無(wú)線公話，電池可以不是標(biāo)配的時(shí)候還可以降低成本。
USB充電需要滿足USB IF的電源規(guī)范，低功率電源100mA, 高功率電源500mA；此外，實(shí)行開關(guān)模式的充電將最大化利用USB端口2.5W的最大功耗。
安森美安森美半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)銷售副總裁林劍銘：不久的將來(lái)會(huì)使手機(jī)和適配器的銷售徹底分開，這將會(huì)給手機(jī)的充電安全帶來(lái)考驗(yàn)。
在手機(jī)充電接口上，過(guò)電壓無(wú)疑是最危險(xiǎn)的。在適配器品質(zhì)差、發(fā)生故障或用戶錯(cuò)接了不同設(shè)備的適配器時(shí)都有可能發(fā)生。一般情況，手機(jī)內(nèi)的充電管理IC可以控制充電的電流與電壓，維持電池安全充電。但如果額定電流充電時(shí)輸入的電壓太高，超過(guò)充電管理電路能夠承受的值，電路中充電調(diào)整元件將會(huì)因?yàn)檫^(guò)功率而燒毀或失去控制作用。最惡劣情況下，此時(shí)如果用戶同時(shí)使用低成本的鋰電池，內(nèi)部沒(méi)有完善的過(guò)充保護(hù)電路，電池將會(huì)有可能因過(guò)充造成爆炸這樣的嚴(yán)重后果。為此在YD/T1591-2006中規(guī)定了手機(jī)必須包含有過(guò)壓保護(hù)電路防止上述情況的發(fā)生。過(guò)壓保護(hù)(OVP)電路在檢測(cè)到過(guò)壓故障狀況時(shí)，檢測(cè)電路就會(huì)將開關(guān)斷開，使手機(jī)與適配器輸出斷開。
美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體電源管理產(chǎn)品資深應(yīng)用工程師鐘建鵬：充電管理電路功能一般由單顆的充電管理芯片(Charger IC)，或者集成充電管理功能的電源管理芯片(PMU)實(shí)現(xiàn)。充電管理電路需要支持針對(duì)鋰電池特性的涓流充電，恒流充電，恒壓充電的三種充電過(guò)程，并且應(yīng)具有防止過(guò)熱的保護(hù)機(jī)制。高級(jí)的充電管理電路還應(yīng)該具有對(duì)輸入電壓的過(guò)壓保護(hù)功能。這些保護(hù)功能對(duì)產(chǎn)品本身的安全性非常重要。一些不合格的充電管理電路，通常缺乏保護(hù)功能的設(shè)計(jì)，有可能造成電路本身?yè)p壞，系統(tǒng)過(guò)熱，甚至更嚴(yán)重的安全問(wèn)題。
MPS袁文林：新一代充電IC除了將PMU所具備的充電功能通過(guò)高度集成的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，可靠性較高外，還應(yīng)該有OVP(過(guò)壓保護(hù))，OCP(過(guò)流保護(hù))，NTC功能，同時(shí)具備高輸入耐壓，體積小，外圍線路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)USB充電的電池管理IC更應(yīng)符合低待機(jī)功耗/具有可編程式切換充電電流/多重輸入充電模式/可根據(jù)輸入電源設(shè)為充電器或USB端口，同時(shí)自動(dòng)分配對(duì)電池充電及手機(jī)工作所需電流；并符合USB端口的限流規(guī)范。
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廉價(jià)充電器揭密及安全防范措施(二)——優(yōu)秀性價(jià)比芯片推薦
責(zé)編：Rain
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