OVP,便携设备安全撑起绿色保护伞
2019-07-18

SGM40657/8

随着智能手机的全面普及,绝大数人会随身携带一部手机,甚至根据工作需求携带多部手机。虽然经过多年的技术革新,手机等便携电子设备的安全性逐步提升,但没有一家厂商能够保证自己的产品百分之百的安全,便携产品的安全性仍是大众担忧的问题。而便携设备的安全隐患又通常集中在手机充电器。

所谓的手机充电器通常就是交流/直流(AC-DC)电源适配器,真正的充电电路在手机内部。根据YD/T 1591标准要求,手机充电接口直流输入电压也就是充电器的输出电压为5V±5%,即4.75V~5.25V;标准充电器的充电电流为300mA至1800mA,非标准充电器(如笔记本电脑的USB端口等)的最大充电电流为500mA。无论充电器的输出功率如何,手持机侧充电控制电路应能根据自身需求实施安全充电,不应出现电池过热、燃烧、爆炸以及其它电路损坏的现象。

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根据YD/T 1591-2006标准,手机侧充电控制电路应具备过压保护装置,也就是在手机充电接口导入6V以上直流电压时,如果不能保证安全充电,应启动保护,在非预期电压下,不应出现过热、燃烧、爆炸以及其它电路损坏的现象,且在电压恢复后,手机应能正常工作。如图1所示,过压保护(OVP)电路在检测到过压故障状况时,检测电路就会将开关打开,使电子负载与电源断开,避免微处理器、射频、存储器和电源管理器件等核心芯片遭受过压损伤。

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图1 过压保护电路启用的原理示意图


在为手机充电电路提供过压保护方面,既有分立的解决方案,也有集成的解决方案。在分立式解决方案方面,其中之一就是考虑到远高于6V的电压情形,如静电放电(ESD),其瞬间的应力电压可能高达几千伏甚至十几千伏,这种情形下,可以施加瞬态电压抑制器(TVS)二极管,以此处理瞬变极快的过压故障。例如,在击穿电压为6.2V时, ESD器件能在几纳秒时间内就对符合IEC61000-4-2标准的高达30kV的输入电压进行钳位,且钳位电压可高达11.6 V,从而为系统中的关键元件提供可靠的ESD保护。

另一种就是全集成的OVP解决方案。针对插墙式AC-DC适配器充电为手机提供高达3A的电流和高达28V的故障瞬态电压的保护,在这方面,圣邦微电子的SGM406XX系列就是非常适合的选择。SGM40658支持的墙式适配器和USB充电电流和电压可分别高达6A和28V。它支持Enable和Status /FLAG引脚,并支持4V和20V的不同过压锁定(OVLO)值。它采用极小的WLCSP-1.31X1.84-12B封装,非常适合小巧的便携应用。


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图2 SGM40657/8 应用电路图

SGM40657/8的特性

  • 宽电压输入范围 2.5V-28V DC

  • 极低的Rdson 20mΩ

  • 持续最大电流6A

  • 保护点固定和可调可选(4-20V 可调)

  • 内置120V 浪涌保护能力

  • 过热保护

  • 软启动

  • 50ns 极快响应速度

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图3 OVP产品反应时间对比(20V 8/20 Surge, 100ohm load)



表1 竞争对手主要参数对比

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