中國信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布了意在統(tǒng)一充電器接口的“YD/T1591-2006移動通信手持機(jī)充電器及接口技術(shù)要求和測試方法”標(biāo)準(zhǔn)，這個強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)節(jié)省了與電子設(shè)備捆綁銷售的充電器。YD/T1591-2006的目的在于實(shí)現(xiàn)不同品牌手持電子設(shè)備之間可以通用充電器，一根連接線既可傳輸數(shù)據(jù)也能連接母充電器充電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種品牌手持設(shè)備充電的通用性。對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，原本充電電路連接的固有交流適配器轉(zhuǎn)變?yōu)榭苫Q的交流適配器，然而不同廠商出品的交流適配器供電電壓的穩(wěn)定性和可靠性不盡相同，提高了電子設(shè)備充電電路所面臨的風(fēng)險性。 過電壓防護(hù)應(yīng)對充電器電壓風(fēng)險 針對交流適配器所引入的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，TI中國區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理張洪為作出了詳盡分析。當(dāng)普通交流適配器插入電子設(shè)備的一瞬間，相當(dāng)于接入一根2米長的電纜線，存在一個約1個微亨到2個微亨之間的寄生電感，形成一個典型的串聯(lián)諧振電路。由于任何充電管理系統(tǒng)第一時間先檢測電池是否短路等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)將延遲幾毫秒充電。在這幾毫秒中，電路的理想振蕩條件導(dǎo)致系統(tǒng)接入適配器的時候振蕩不可避免的存在，就可能使系統(tǒng)超出傳統(tǒng)充電管理產(chǎn)品的耐壓范圍(大部分充電管理產(chǎn)品的耐壓為7V)。據(jù)TI實(shí)際測量，峰值電壓的典型值是平均電壓的1.5到1.8倍。對于5V的系統(tǒng)而言，插入交流適配器幾毫秒時間里可能產(chǎn)生9V的峰值電壓。雖然9V的峰值電壓不一定會擊穿整個系統(tǒng)，但它對整個系統(tǒng)的潛在威脅是毫無疑問的?！笆謾C(jī)返修里50%是因?yàn)殡娫磫栴}，而頭號問題就是電池充電管理?！睆埡闉檎J(rèn)為電池充電設(shè)計(jì)不良造成的手機(jī)故障至少占到一半的比例。 YD/T1591-2006允許交流適配器可以為各種電子產(chǎn)品充電，將電壓的不確定性進(jìn)一步擴(kuò)大，過電壓保護(hù)成為一個系統(tǒng)設(shè)計(jì)迫在眉睫的充電難題。對此，YD/T1591-2006規(guī)定“手持機(jī)充電接口在導(dǎo)入6V以上電壓時，如果不能保證安全充電，應(yīng)啟動保護(hù)，在非預(yù)期電壓的情況下，不應(yīng)出現(xiàn)過熱、燃燒、爆炸以及其他電路損壞的現(xiàn)象?！憋@然，過電壓保護(hù)已成為防止充電威脅安全的一種強(qiáng)制執(zhí)行手段。 與一般充電管理IC不同的是，TI新發(fā)布的bq2407x充電管理IC將提供過電壓保護(hù)閾值分別為10.5V和6.6V的兩種版本。張洪為解釋了特別提供10.5V過電壓保護(hù)IC的原因是，部分充電交流適配器采用非隔離反饋的技術(shù)，其負(fù)載剛性呈斜線，待機(jī)電流的電壓會比較高，約為9V左右。如果采用6.6V版本的充電管理IC將誤觸發(fā)過壓保護(hù)，因此TI提供10.5V版本供選擇。 如果系統(tǒng)電壓過沖到9V，采用10.5V過電壓保護(hù)閾值的IC是否能停止充電？張洪為表示，在使用過電流保護(hù)閾值為10.5V的IC情況下，9V電壓確實(shí)可以繼續(xù)充電。但TI從溫度監(jiān)控的角度解決了安全防護(hù)的問題。一般芯片145℃為系統(tǒng)的極限工作溫度，125℃為安全工作的溫度上限。TI另外開發(fā)了熱管理功能，將IC的核心溫度控制在115℃，熱管理功能兼顧了IC安全工作的最大容限。 拆除充電隱形炸彈，兼容USB充電 手機(jī)爆炸的新聞頻頻見諸報(bào)端，手機(jī)猶如隨身攜帶的炸藥包，在消費(fèi)者身邊埋下安全隱患。越來越多消費(fèi)類電子產(chǎn)品以電池供電實(shí)現(xiàn)移動便攜，因而電池充電問題進(jìn)入人們的視線。 張洪為表示，80%的電池爆炸事件是由于電池過充所導(dǎo)致的。一般手持設(shè)備在充電的時候，處于一邊工作一邊充電的模式。由于充電的同時，系統(tǒng)仍在消耗電流；而充電完畢的系統(tǒng)實(shí)際已停止充電，系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)入消耗電池電力。此時，如果用戶未拔除電源，仍以為電池處于100%滿電量的狀態(tài)，就會出現(xiàn)電子產(chǎn)品待機(jī)時間變短的情況。為避免這種電池充電不足的情況，有的廠商通過軟件手段控制電池不斷充電，令電池長時間處于過充狀態(tài)，不僅縮短電池壽命，而且容易造成安全隱患。bq2407x系列充電管理IC擁有獨(dú)特的電源路徑管理特性，借助內(nèi)置的MOS管精確獲知系統(tǒng)消耗和電池充電的電流值，動態(tài)地調(diào)整系統(tǒng)和電池供電，確保適時停止充電，并滿足系統(tǒng)的電流消耗需求。 “筆記本電腦電池充電通常采用Power Switch結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述智能充電效果?！睆埡陚ミM(jìn)一步分析，但是Power Switch的價格對于便攜式設(shè)備的成本而言是不可承受的，TI考慮到中國客戶的實(shí)際情況，以市場上中等偏低的價格提供bq2407x。 另外，bq2407x在上一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加了兼容USB充電標(biāo)準(zhǔn)的電源管理功能。USB2.0標(biāo)準(zhǔn)要求需要將設(shè)備的電流限制為2.5mA、100mA和500mA，超限可能導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)甚至損毀。以前的充電管理IC需要配置外圍電路才能實(shí)現(xiàn)USB模式輸入電流的限制，而現(xiàn)在一顆bq2407x就可以輕而易舉解決USB充電的問題。IC首先和系統(tǒng)通信，如果系統(tǒng)沒有反饋，則認(rèn)為連接的是非USB器件，即交流適配器，進(jìn)入快充模式；反之，得到系統(tǒng)確認(rèn)后，IC進(jìn)入USB模式，并通過枚舉確定輸入電流為100mA還是500mA。這樣完成在USB和交流適配器之間自適應(yīng)的充電配備過程，而且對USB充電友好。 bq2407x適用于待機(jī)時耗電電流大、充電頻繁的電子設(shè)備，例如GPS導(dǎo)航儀、醫(yī)療設(shè)備、POS付款機(jī)、醫(yī)療化驗(yàn)設(shè)備以及其他需帶電工作的便攜產(chǎn)品，可以充分發(fā)揮動態(tài)充電路徑管理的作用，避免充電不當(dāng)造成系統(tǒng)崩潰。