中國信息產業(yè)部發(fā)布了意在統(tǒng)一充電器接口的“YD/T1591-2006移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法”標準，這個強制標準節(jié)省了與電子設備捆綁銷售的充電器。YD/T1591-2006的目的在于實現不同品牌手持電子設備之間可以通用充電器，一根連接線既可傳輸數據也能連接母充電器充電，進而實現各種品牌手持設備充電的通用性。對于系統(tǒng)設計而言，原本充電電路連接的固有交流適配器轉變?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，提高了電子設備充電電路所面臨的風險性。 過電壓防護應對充電器電壓風險 針對交流適配器所引入的設計難點，TI中國區(qū)高性能模擬產品業(yè)務開發(fā)經理張洪為作出了詳盡分析。當普通交流適配器插入電子設備的一瞬間，相當于接入一根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)充電管理產品的耐壓范圍(大部分充電管理產品的耐壓為7V)。據TI實際測量，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返修里50%是因為電源問題，而頭號問題就是電池充電管理?！睆埡闉檎J為電池充電設計不良造成的手機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品充電，將電壓的不確定性進一步擴大，過電壓保護成為一個系統(tǒng)設計迫在眉睫的充電難題。對此，YD/T1591-2006規(guī)定“手持機充電接口在導入6V以上電壓時，如果不能保證安全充電，應啟動保護，在非預期電壓的情況下，不應出現過熱、燃燒、爆炸以及其他電路損壞的現象?！憋@然，過電壓保護已成為防止充電威脅安全的一種強制執(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IC的原因是，部分充電交流適配器采用非隔離反饋的技術，其負載剛性呈斜線，待機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，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過電壓保護閾值的IC是否能停止充電？張洪為表示，在使用過電流保護閾值為10.5V的IC情況下，9V電壓確實可以繼續(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 手機爆炸的新聞頻頻見諸報端，手機猶如隨身攜帶的炸藥包，在消費者身邊埋下安全隱患。越來越多消費類電子產品以電池供電實現移動便攜，因而電池充電問題進入人們的視線。 張洪為表示，80%的電池爆炸事件是由于電池過充所導致的。一般手持設備在充電的時候，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)實際已停止充電，系統(tǒng)開始轉入消耗電池電力。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)，就會出現電子產品待機時間變短的情況。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擁有獨特的電源路徑管理特性，借助內置的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結構實現上述智能充電效果?！睆埡陚ミM一步分析，但是Power Switch的價格對于便攜式設備的成本而言是不可承受的，TI考慮到中國客戶的實際情況，以市場上中等偏低的價格提供bq2407x。 另外，bq2407x在上一代產品的基礎上增加了兼容USB充電標準的電源管理功能。USB2.0標準要求需要將設備的電流限制為2.5mA、100mA和500mA，超限可能導致系統(tǒng)死機甚至損毀。以前的充電管理IC需要配置外圍電路才能實現USB模式輸入電流的限制，而現在一顆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，則認為連接的是非USB器件，即交流適配器，進入快充模式；反之，得到系統(tǒng)確認后，IC進入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的充電配備過程，而且對USB充電友好。 bq2407x適用于待機時耗電電流大、充電頻繁的電子設備，例如GPS導航儀、醫(yī)療設備、POS付款機、醫(yī)療化驗設備以及其他需帶電工作的便攜產品，可以充分發(fā)揮動態(tài)充電路徑管理的作用，避免充電不當造成系統(tǒng)崩潰。