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  • 手机数据线的过热保护
  • 时间:2015年12月03日  来源:www.dowosemi.com
  • 一、智能手机数据线存在的问题    

        目前市场上智能手机电池的容量越来越大,为了不降低用户体验,手机充电器的充电电流也已经由之前500mA~700mA变成了2A~4.5A。充 电电流的增大,对于充电数据线的要求也提出了更高的要求,不仅仅是数据线中电源线和接地线的线径变粗,同时对于小型的Micro USB端口接触的可靠性 也要求更高。如果Micro USB 端口在使用过程中有接触不良、或者有异物掉入(类似汗液、铁屑之类东西)等情况发生,那么在大电流充电的过程中,在 Mirco USB端口处就会有很大的功耗(I2R的关系),如果这个功耗大大的超过手机Micro USB端口能承受的范围,端口就会发热,进而烧黑, 严重情况下会烧毁手机,发生火灾。在智能手机实际使用过程中,发生手机烧毁甚至爆炸的案例,也时有所闻,这对消费者的人身安全构成了重大的危险,所以对智 能手机Micro USB端口的安全保护也成为众多手机厂家越来越关注的焦点。

    Micro USB发热烧黑

     

    二、解决方案

    东沃可提供一种在Micro USB Vbus 串联PTC的数据线热保护方案,此方案为在Micro USB端口增加一块PCB,在PCB上回流焊接贴片PTC(如下图所示),此方案有生产工艺简单、可靠性高等特点。

    此方案工作原理为由于端口处异物的存在,在Micro USB端口就形成了一个低阻回路,手机充电器的电流可以经由Micro USB端口的低阻回路回到 充电器电路中,也就是电流不会再流到手机内部,(如下图所示)。此时端口温度急剧上升,热量通过热传导的方式传递到PTC,使PTC温度升高,当PTC温 度达到动作温度时,PTC动作,切断充电回路,使充电端口温度下降,避免极端情况发生。PTC动作后会有微弱的漏电流,使PTC一直保持动作的状态,直到 充电器从插座上拔出或者异物被去除,PTC才会恢复到初始状态,不影响数据线的正常使用。

    三、实测结果

    1、铅笔芯短路端口温度变化曲线

         从上图中可看到充电端口表面的温度控制在120℃以内,外壳表面温度控制在65℃以内。

    2、外观

        铅笔芯短路测试后外壳与端口均完好,无形变。

        综上所述,东沃的手机数据线热保护方案能很好的把充电端口的温度控制在120℃以内,外壳表面的温度控制在65℃以内,避免了极端情况的发生。

    四、结束语    

    对于智能手机Micro USB端口保护,东沃的PTC方案,和集成电路方案相比,具有可靠性高,成本低,使用简单等特点。集成电路方案利用温度传感器检 测端口温度,需要温度检测芯片、NTC温度传感器以及控制回路等,元器件多,设计复杂,成本高。东沃的PTC通过UL认证,是一种可靠性非常高的元器件, 只需要一个元件就能实现有效保护。东沃更可将该产品与Micro USB端口处安装设计的影响简化到最小化,从外观上基本不改变Micro USB数据线 的原有形状。


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