配合移動(dòng)設備不同充電應用的全面保護方案

采用電池供電的移動(dòng)設備如手機、數碼相機、手持全球衛星定位(GPS)系統等，在日常的充電/供電應用中，它們的電池都面臨著(zhù)正向/負向過(guò)壓、過(guò)流等眾多風(fēng)險，故需要安全且小巧的電池充電管理，以盡可能的使電池的可用時(shí)間較長(cháng)、可用電壓較高、充電時(shí)間較短及電池生命周期時(shí)間較長(cháng)等。

我們把普通墻式適配器或USB充電適配器到移動(dòng)設備電池的通道稱(chēng)為直接充電通道，而把移動(dòng)設備電池到外部附件(如調頻收發(fā)器、負載揚聲器和閃光模塊)的通道稱(chēng)為反向供電/充電通道(參見(jiàn)圖1
移動(dòng)設備的直接充電通道和反向供電/充電通道示意圖)。

圖一

安森美半導體身為全球領(lǐng)先的高能效、高性能半導體方案供應商，針對移動(dòng)設備不同的充電應用提供結合不同特性的過(guò)壓保護方案, 包括符合YD/T1591 手機充電器及接口標準，具有低導通阻抗，符合USB1.1/2.0電流消耗要求，具有快關(guān)閉時(shí)間，支持軟啟動(dòng)，并為客戶(hù)提供完整的技術(shù)支持。

例如，在針對電壓/電流可達30 V/1A~2 A的墻式適配器充電保護方面，安森美半導體的正向過(guò)壓保護(OVP)器件包括NCP345/NCP346(僅驅動(dòng)器)、NCP347/NCP348(集成N溝道MOSFET)，以及正在提供樣品的集成NMOS、采用WDFN 1.6×2 mm/1.6×1.8 mm極小封裝的NCP349等等。其中NCP347/NCP348提供市場(chǎng)上最低的導通阻抗(典型值65 mΩ)，具有極短的關(guān)閉時(shí)間(典型值1.5 us)，能處理高達2 A的充電電流，欠壓鎖定(UVLO)和過(guò)壓鎖定（OVLO）電壓能藉金屬調整（Metal Tweak）在2.5 V至7 V范圍內改變，為移動(dòng)設備提供強大的正向過(guò)壓保護功能。此外，安森美半導體還為墻式適配器充電保護提供結合OVP與過(guò)流保護(OCP)的器件，如NCP370(正/負向OVP及反向OCP)，以及正在提供樣品的NCP366(集成PMOS)和NCP367(集成PMOS和Vbat引腳)等。

而在針對USB適配器的充電保護方面，安森美半導體集成PMOS的NCP360提供正向過(guò)壓保護功能，集成PMOS的NCP361提供正向過(guò)壓保護及過(guò)流保護功能；此外，結合OVP、OCP和靜電放電(ESD)保護的NCP362也正在提供樣品。下文我們將以NCP370和NCP362為例，探討這些器件如何為移動(dòng)設備充電應用提供可靠的保護方案。

NCP370為移動(dòng)設備電池充電/供電通道提供雙向保護

移動(dòng)設備的直接充電通道面臨著(zhù)浪涌電流效應和正/負向過(guò)壓等風(fēng)險。適配器熱插入的瞬間，由于線(xiàn)纜的寄生電感和輸入電容的緣故，危險的高壓振鈴可能會(huì )損害移動(dòng)設備中敏感的集成電路(IC)。在這方面，設想的移動(dòng)設備保護方案應可通過(guò)控制保護方案內的MOSFET的導通，使移動(dòng)設備輸入電流和輸入電壓不超過(guò)IC所能承受的電壓值，從而保護移動(dòng)設備免于源自各種應用環(huán)境下可能存在的過(guò)壓故障的損害，如由適配器內部故障產(chǎn)生的正向過(guò)壓、適配器插反產(chǎn)生的負向過(guò)壓等。

而在反向供電/充電通道方面，設想保護方案也必須解決電池放電/反向放電過(guò)流、反向浪涌電流、反向直接短路和反向通道電壓跌落等問(wèn)題。