智能手机充电过程中,发生充电爆炸的新闻越来越多。为什么?由于智能手机电池容量变大,充电时间较短,所以生产商们增大了充电电流,这可能导致USB端口发热,进而烧黑或烧坏手机。智能手机USB数据线端口的安全保护成为生产商们亟待解决的问题。
目前市场上主流的手机充电器已经由之前的500mA~700mA充电电流变成了1A~2A的充电电流。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microUSB端口接触的可靠性也要求更高。
针对智能手机数据线的microUSB端口存在的以上风险,TE
Connectivity公司(以下简称TE公司)电路保护事业部已经提出了解决方案,使用高分子正温度系数可恢复电阻(PolySwitch产品)安装
在microUSB数据线内部进行有效温度保护。下文首先介绍一下PolySwitch产品。
智能手机 USB 数据线端口温度保护方案
TE公司电路保护部门PolySwitch器件是由半晶状聚合物和导电微粒复合而成。在正常温度下,导电微粒在聚合物中构成低电阻的网格(如图1所示)。
然而,不论因为通过器件的电流升高或者因为环境温度升高,当温度高至器件的开关温度(TSw)时,聚合物内的晶状体将熔化并变成非晶状。而在晶状体的熔化
过程中其体积将增加并分离了导电粒子,从而导致器件电阻非线性的增加
。
只要外部施加的电源电压保持在这个电平,则器件会一直锁定在动作状态(即器件会一直保持闩锁在保护状态)。一旦电压下降或者电源被断开重新启动后,PolySwitch器件就会恢复到正常工作状态。
micro USB端口保护方案介绍
从上文知道,TE公司的可恢复保险电阻PolySwitch产品是一种可以实现过温以及过流保护的器件。在智能手机microUSB端口数据线保护方案
中,只需要简单地把PolySwitch器件串联到microUSB接口Vbus电源中,只要PolySwitch产品监测到microUSB端口的温度
超过一定数值,可恢复保险电阻就会动作,电阻增大,从而切断高达2A的充电电流,使microUSB端口的温度冷却下来而不至于损坏端口。
在使用中需要注意的是,要把PolySwitch产品放置到microUSB数据线一侧,才能对端口发生的故障实现有效的保护。如果把
PolySwitch放置到智能手机内部,也就是手机的电源输入端处,虽然这个方式可以对手机内部的短路和过流实现有效的保护,但是对于在
microUSB端口发生的故障不能实现有效地保护,因为由于端口处异物的存在,在microUSB端口就形成了一个低阻回路,手机充电器的电流可以经由
microUSB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。图2是智能手机microUSB端口保护简图。电路保护的一个原则就是
保护元件一定要放在被保护电路的上游处,这样才能对下游的电子器件实现有效地保护。对于这种故障原因,PolySwitch一定要放在故障点即端口之前才
能有效地实现保护,所以PolySwitch产品放在microUSB数据线内部是一种切实可行的方案。
于智能手机microUSB端口保护,TE公司的PolySwitch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。
TE公司的PolySwitch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全面保护。同时TE公司的电路保护事业部凭借着几
十年在可恢复保险电阻产品的经验,更可将该产品与microUSB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microUSB数据线的原有形
状。
结束语
microUSB数据线不仅仅在智能手机上有着广泛应用,在其它移动智能设备比如平板电脑上同样有着非常普遍的应用。TE电路保护部始终致力于提高用户使用的安全性,在智能设备microUSB端口的保护提出了很多具体实施方案,为客户提供一整套完整的保护解决方案。
智能手机充电过程中,发生充电爆炸的新闻越来越多。为什么?由于智能手机电池容量变大,充电时间较短,所以生产商们增大了充电电流,这可能导致USB端口发热,进而烧黑或烧坏手机。智能手机USB数据线端口的安全保护成为生产商们亟待解决的问题。
目前市场上主流的手机充电器已经由之前的500mA~700mA充电电流变成了1A~2A的充电电流。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microUSB端口接触的可靠性也要求更高。
针对智能手机数据线的microUSB端口存在的以上风险,TE
Connectivity公司(以下简称TE公司)电路保护事业部已经提出了解决方案,使用高分子正温度系数可恢复电阻(PolySwitch产品)安装
在microUSB数据线内部进行有效温度保护。下文首先介绍一下PolySwitch产品。
智能手机 USB 数据线端口温度保护方案
TE公司电路保护部门PolySwitch器件是由半晶状聚合物和导电微粒复合而成。在正常温度下,导电微粒在聚合物中构成低电阻的网格(如图1所示)。
然而,不论因为通过器件的电流升高或者因为环境温度升高,当温度高至器件的开关温度(TSw)时,聚合物内的晶状体将熔化并变成非晶状。而在晶状体的熔化
过程中其体积将增加并分离了导电粒子,从而导致器件电阻非线性的增加
。
只要外部施加的电源电压保持在这个电平,则器件会一直锁定在动作状态(即器件会一直保持闩锁在保护状态)。一旦电压下降或者电源被断开重新启动后,PolySwitch器件就会恢复到正常工作状态。
micro USB端口保护方案介绍
从上文知道,TE公司的可恢复保险电阻PolySwitch产品是一种可以实现过温以及过流保护的器件。在智能手机microUSB端口数据线保护方案
中,只需要简单地把PolySwitch器件串联到microUSB接口Vbus电源中,只要PolySwitch产品监测到microUSB端口的温度
超过一定数值,可恢复保险电阻就会动作,电阻增大,从而切断高达2A的充电电流,使microUSB端口的温度冷却下来而不至于损坏端口。
在使用中需要注意的是,要把PolySwitch产品放置到microUSB数据线一侧,才能对端口发生的故障实现有效的保护。如果把
PolySwitch放置到智能手机内部,也就是手机的电源输入端处,虽然这个方式可以对手机内部的短路和过流实现有效的保护,但是对于在
microUSB端口发生的故障不能实现有效地保护,因为由于端口处异物的存在,在microUSB端口就形成了一个低阻回路,手机充电器的电流可以经由
microUSB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。图2是智能手机microUSB端口保护简图。电路保护的一个原则就是
保护元件一定要放在被保护电路的上游处,这样才能对下游的电子器件实现有效地保护。对于这种故障原因,PolySwitch一定要放在故障点即端口之前才
能有效地实现保护,所以PolySwitch产品放在microUSB数据线内部是一种切实可行的方案。
于智能手机microUSB端口保护,TE公司的PolySwitch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。
TE公司的PolySwitch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全面保护。同时TE公司的电路保护事业部凭借着几
十年在可恢复保险电阻产品的经验,更可将该产品与microUSB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microUSB数据线的原有形
状。
结束语
microUSB数据线不仅仅在智能手机上有着广泛应用,在其它移动智能设备比如平板电脑上同样有着非常普遍的应用。TE电路保护部始终致力于提高用户使用的安全性,在智能设备microUSB端口的保护提出了很多具体实施方案,为客户提供一整套完整的保护解决方案。