配合移动设备不同充电应用的全面保护方案

1、配合移动设备不同充电应用的全面保护方案采纳电池供电的移动设备如手机、数码相机、手持全球卫星定位()系统等，在日常的充电/供电应用中，它们的电池都濒临着正向/负向过压、过流等众多风险，故需要平安且小巧的电池充电管理，以尽可能的使电池的可用时光较长、可用较高、充电时光较短及电池生命周期时光较长等。我们把一般墙式适配器或充电适配器到移动设备电池的通道称为挺直充电通道，而把移动设备电池到外部附件(如调频、负载扬声器和闪光模块)的通道称为反向供电/充电通道(参见图1移动设备的挺直充电通道和反向供电/充电通道暗示图)。安森美身为全球率先的高能效、高性能半导体计划供给商，针对移动设备不同的充电应用提供结合不

2、同特性的过压庇护计划, 包括符合yd/t1591 手机充电器及接口标准，具有低导通阻抗，符合usb1.1/2.0消耗要求，具有快关闭时光，支持软启动，并为客户提供完整的技术支持。例如，在针对电压/电流可达30 v/1a2 a的墙式适配器充电庇护方面，安森美半导体的正向过压庇护(ovp)器件包括ncp345/ncp346(仅驱动器)、ncp347/ncp348(集成n沟道)，以及正在提供样品的集成nmos、采纳wdfn 1.6×2 mm/1.6×1.8 mm微小封装的ncp349等等。其中ncp347/ncp348提供市场上最低的导通阻抗(典型值65 m)，具有极短的关闭时光

3、(典型值1.5 us)，能处理高达2 a的充电电流，欠压锁定(uvlo)和过压锁定（ovlo）电压能藉金属调节（metal tweak）在2.5 v至7 v范围内转变，为移动设备提供强大的正向过压庇护功能。此外，安森美半导体还为墙式适配器充电庇护提供结合ovp与过流庇护(ocp)的器件，如ncp370(正/负向ovp及反向ocp)，以及正在提供样品的ncp366(集成pmos)和ncp367(集成pmos和vbat引脚)等。而在针对usb适配器的充电庇护方面，安森美半导体集成pmos的ncp360提供正向过压庇护功能，集成pmos的ncp361提供正向过压庇护及过流庇护功能；此外，结合ovp、

4、ocp和静电放电(esd)庇护的ncp362也正在提供样品。下文我们将以ncp370和ncp362为例，探讨这些器件如何为移动设备充电应用提供牢靠的庇护计划。一、ncp370为移动设备电池充电/供电通道提供双向庇护移动设备的挺直充电通道濒临着浪涌电流效应和正/负向过压等风险。适配器热插入的眨眼，因为线缆的寄生和输入的缘故，危急的高压振铃可能会伤害移动设备中敏感的(ic)。在这方面，设想的移动设备庇护计划应可通过控制庇护计划内的mosfet的导通，使移动设备输入电流和输入电压不超过ic所能承受的电压值，从而庇护移动设备免于源自各种应用环境下可能存在的过压故障的伤害，如由适配器内部故障产生的正向过

5、压、适配器插反产生的负向过压等。而在反向供电/充电通道方面，设想庇护计划也必需解决电池放电/反向放电过流、反向浪涌电流、反向挺直短路和反向通道电压跌落等问题。图2：安森美半导体的正/负向ovp和反向ocp器件ncp370的功能模块图安森美半导体的ncp370是实现上述庇护计划设想的业界首款集成型双向庇护器件,其功能模块图2所示。其中，在针对挺直充电通道的庇护方面，新的ncp370提供高达+28 v的正向过压庇护和低至-28 v的负向过压庇护，显著充实便携设备的前端庇护能力。同时ncp370还内置过压锁定(ovlo)，在过压条件下，只要输入电压超过ovlo阈值，输出就会被关闭。ncp370集成了

6、两颗典型值为130 m的低导通阻抗(ron)的n沟道mosfet(即nmos)，支持高达1.3 a的大充电电流。而从图2中可以看出，ncp370采纳了两个背靠背(back-to-back)的nmos。控制第1个nmos的门极，可以消退挺直充电通道的浪涌电流和正向过压。图3：安森美半导体ncp370的典型应用在反向供电通道庇护方面，两个nmos构成的背靠背计划能够在输入电压低于电池电压时避开电池放电。假如移动设备的外部附件浮现挺直短路，可能瞬时浮现源自电池的极高电流。ncp370中，与第1个nmos背靠背的第2个nmos控制反向通道浪涌电流及过流，而过流庇护值为1.75 a（典型值），过流庇护的

7、限流设定还可通过外部来调整。此外，ncp370集成的nmos的导通阻抗极低，使因为导通阻抗引起的电压跌落极低，削减额外损耗，并使附件可用电压更高。综上所述，安森美半导体的ncp370双向(挺直充电庇护+反向供电庇护)庇护器件提供上述设想庇护解决计划的所有特征。对于设计人员而言，这器件的一项突出优势就是提供反向过流庇护且过流庇护阈值可通过转变电路参数来调节，用法起来十分便利。此器件具有低于1 a的极低待机电流，可以避开在拔出墙式适配器或手机关机时的电池放电，从而延伸电池用法时光。此外，ncp370还提供热庇护，浮现内部过热时，集成的热庇护功能会关闭内部mosfet，以降低器件温度。它的输入引脚在

8、逼近输入引脚放置1个1 f电容的配置下，ncp370可反抗iec61000-4-2 esd测试规范中第4级±15 kv空气放电及±8 kv接触放电。二、ncp362为移动设备usb 2.0应用提供ovp、ocp、和esd庇护除了ncp370这样的新器件，迄今为止，设计人员仍需要采纳自立的ovp、ocp、瞬态电压抑制器件(tvs)等元件来庇护易受伤害的移动设备，使其免受源于usb主设备(host)、墙式适配器、人体及不适配的沟通-直流(ac-dc)适配器的电气浪涌和静电放电影响，以庇护移动设备。安森美半导体的ncp362是业界首款集成过流庇护和esd庇护的过压庇护(ovp)的

9、器件。把ncp362置于移动设备的usb之后，可为usb端口提供+20 v的过压承受能力。ncp362过压庇护电压设定为5.675 v，一旦外部电压超过此庇护电压，ncp362将在1.5 us内关断内部mosfet，使vbus链路开路。假如某些特定应用需要不同的过压庇护电压，还能采纳金属调节(metal tweak)来转变ovp电压，满足客户的不同要求。此外ncp362还提供过流庇护，假如总线电流超过750 ma就使内部mosfet开路。ncp362器件的ovp和ocp响应速度都十分快，典型关断时光为0.7 us，最大1.5 us，可为系统提供高效的庇护。此外它集成了高速esd庇护用于数据线路(d+和d-)庇护，并集成了tvs用于usb端口的vbus引脚庇护，可承受iec 61000-4-2 第4级 ±15 kv空气放电及±8 kv接触放电测试。三、总结手机、数码相机等移动设备会采纳墙式适配器、修配用适配器或usb适配器来充电，并可能需要为其外部附件供电。设计人员需要结合不同的应用要求来设计充电/供电庇护计划。安森美半导体身为全球率先的高性能、高能效半导体计划供给商，提供丰盛的过压庇护器件，在ovp的基础上结合不同庇护特性，满足