手機充電係統麵臨的問題及解決措施？

       目前市場上有多種類型的適配器可為鋰離子電池充電並為手機係統提供電源，同時由於中國實施了統一的手機充電接口，隻要相容的USB接口的連接線都可以為手機充電，這樣設計人員將無從得知消費者究竟使用何種適配器為手機充電，而這些適配器的電氣規格會因為製造商的不同而各異，同時由於半導體工藝的不斷進步，手機平台的主頻和集成度越來越高，芯片麵積越來越小，但平台芯片的耐壓也隨之降低，這些都為設計人員提出了嚴峻的挑戰，要求設計人員必須設計出一個針對不同手機平台在使用不同適配器的情況下均能滿足安全性和可靠性要求的手機充電係統。本文首先討論手機充電係統麵臨的一些主要問題，然後針對這些問題提出了對應的措施，以幫助設計人員應對這些挑戰。

 

　　手機充電係統麵臨的主要問題及應對措施

 

　　手機充電係統麵臨的主要問題有輸入過壓、如何兼容諾基亞適配器、不同要求的手機充電係統兼容設計以及手機充電係統外圍器件的布局及PCB布線考慮等。

 

　　輸入過壓及過壓保護

 

　　導致輸入過壓的原因有很多，如使用非穩壓的或者不正確的適配器，某些國家的電網不穩導致適配器的輸出電壓隨市電電壓變化、適配器熱插拔或負載瞬態變化時引起的瞬態過壓等。使用非穩壓的或者不正確的適配器和適配器熱插拔時的瞬態是引起輸入過壓最常見的情況。

 

　　目前市場上常見的適配器根據特性可劃分為兩種：穩壓適配器和非穩壓適配器。穩壓適配器的輸出電壓通過內部電路提供非常優秀的線性調整率(Line Regulation)和負載調整率(Load Regulation)，而非穩壓適配器所提供的輸出電壓取決於負載。

 

　    而在適配器熱插拔時，也會出現瞬態的過壓電壓，由於適配器連接線的寄生電感效應，熱插拔時會產生瞬態的輸出振蕩波形，經過一段時間的衰減後會穩定在DC值。5.5V適配器熱插拔時的瞬態波形，通常適配器熱插拔時產生的瞬態過壓峰值電壓是其DC值的兩倍左右。

 

        隨著半導體工藝的不斷進步，手機平台的集成度和主頻越來越高，芯片麵積越來越小，隨之帶來的問題是平台芯片的耐壓也隨之降低。早期平台的耐壓比較高，非穩壓適配器的空載輸出電壓或者適配器熱插拔時的瞬態過壓手機平台是可以承受的。而采用先進工藝製程的手機平台由於集成度高，耐壓低，前麵所述的電壓直接加到手機平台芯片上就有可能會引起芯片的損傷，所以采用先進工藝製程的手機平台就要求設計人員應用時需要在適配器和手機平台對應的充電模塊之間增加一個輸入過壓保護(OVP)芯片，防止適配器輸出的過高電壓對手機平台芯片產生損傷。