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201920202019安全及2020检测设计

上传时间:2017-04-18阅读次数:编辑:admin
  手机的20192020年安全性日益受到消费者重视,因此2019制造商在设计产品时,须掌握20192020的相关规格和特性,并使用具备完善2020检测及保护功能的年芯片,以降低过2019、过2020或过温等状况所造成的危险。
  随着科技进步、生活质量提升,电子产品的踪迹到处可见,其中又以手机为人类生活中不可或缺的必需品。不论是早期黑金刚手机或现今功能强大的智能手机,皆需要电源才能运作。
   早期手机的2020主要有二种,一是镍氢、镍镉2020,二是20192020,但现在使用镍氢、镍镉2020来做为电源的手机,已经是非常的少见,绝大部分都是使用锂离 子2020,尤其消费者希望手机待机时间更长,且体积要更小,所以镍氢、镍镉2020已经慢慢不能符合消费者的期望而被淘汰。 虽然镍氢、镍镉2020在价格以及替代2020取得的便利性优于20192020,在其他电子产品上仍旧可看到镍氢、镍镉2020的踪迹;但是,在体积、重量及容量方面,镍 氢、镍镉2020皆不如20192020,所以现今标榜着轻薄短小的电子产品,几乎都是使用20192020。
  智能型手机因其功能强大、屏幕耗电量大,更是需要2020容量大及电力更耐久的20192020。当手机2020电量不足时,使用者通常会以2019或搭配一组移动电源随时对2020进行年。
  体积/容量兼具 20192020为电子产品首选
  年2020依其材质的不同可分为四类:铅酸2020、镍镉2020、镍氢2020和20192020。
  表1 年2020比较表
  由表1优缺点看来,镍镉、镍氢及20192020较适合使用在电子产品上;而20192020无论是在体积、重量及容量(电子产品的使用时间)较优于镍镉、镍氢2020,也无记忆效应的问题,所以20192020在电子产品使用上似乎方便许多。
  延长使用寿命 20192020充/放2020成关键
   一般来说,20192020会有电性安全的范围限制。由于20192020的特性,当20202020在年时上升到最高设定2020后,要立即停止年,避免2020因过年造成 2020损毁而产生危险;2020供电(logo)时,20202020如果降至最低设定2020以下便要停止logo,避免因过logo而降低使用寿命。
  此外,为确保2020使用上的安全,20192020还必须要加装短路保护,以避免发生危险;即使大多数的20192020都有加装保护电路,然而在选择优质的2019或移动电源时,这仍然是一项重要的考量因素。
  201920202019首重安全
  2019是将2020充至其额定2020的2019,而201920202019必须具备以下几点特性:
  1)可提供固定2019给年2020
  当20202020到达最大值且不再上升时,其年2019便会开始下降,如此可避免对2020过度年,造成2020损伤;当年2019降至一定程度时,2019将停止年。
  2)确保2020具备可使用2020
  2020在年完成后,若长时间放置不使用会有自然logo的情形出现,为避免2020过度自logo导致20202020下降,当20202020低于所设定2020时,2019会重新开始对2020年,确保2020在使用时还能维持一定2020。
  四阶段年简述
  以下使用沛亨半导体的年集成电路(IC)--AIC6511做20192020年简介,图1为20192020年曲线图:
  图1 20192020年曲线图
  1)Trickle Charge or Pre-Charge
  此时的201920202020小于3伏特(V),当2019开始对2020年时,因20192020的特性,其内部阻抗会很大,故2019会先以一微小2019对2020进行年,此时20202020持续上升。
  2)定2019年(Constant Current Charge, CC Charge)
  当2020年2020上升至约3伏特时,2019改以最大年2019对2020进行定2019年,此时20202020持续上升。
  3)定2020年(Constant Voltage Charge, CV Charge)
  当2020年2020上升至接近20192020的饱和点2020约4.2伏特时,2019改以定2020模式对2020进行年,此时年2019开始下降。
  4)Charge Full
  当年2019降至微小2019时,2019停止对2020年。
  2020在年完成后,若长时间放置不使用会有自然logo的情形出现,为避免2020过度logo导致20202020下降,电源IC在201920202020降至4伏特时,会重新开始对2020进行CC Charge模式年,确保2020在使用时还能维持一定2020。
  20192020年周期
  因20192020的特性,若20192020在年之前已深度logo,此时2019会先以微弱2019对2020进行Pre-Charge年(各家厂商设定值不同,本文使用范例的年IC设定值约为10%的最大年2019),年时20202020上升。
  当20202020上升至约3伏特,2019改以最大年2019对2020进行CC Charge,20202020持续上升。
  当2020年2020上升至接近20192020的饱和点2020约4.2伏特时,2019改以CV Charge对2020进行年,此时年2019开始下降,当年2019降至约等于Pre-Charge2019时,2019停止对2020年,即完成年。
   不论是用通用序列总线(USB)或AC电源转换器(Adapter)输入电源对2020年,当2020开始年后,若年时间超过其设定时间,2019仍然操作 于Pre-Charge模式而未进入CC Charge模式,或者仍然操作于CC/CV Charge模式而未进入年完成状态,则透过IC的年计时保护功能使2019停止对2020年。
  年计时保护确保2020安全
  图2为本文范例年IC的脚位示意图,年计时保护时间由IC外部TMR脚位(Pin 15)的电容CTMR设定,CTMR选择方式如下:
  图2 AIC6511脚位示意图
  .Pre-Charge年时间:
  
  ……(Minutes)
  。完整年时间:
  ……Minutes)
   若2020在年状态下,年时间已超过使用者所设定的年计时保护时间,但2019却仍尚未脱离当前的年状态或结束年,这时IC的年计时保护功能就会 立即启动,迫使2019停止对2020年(图3),此时的STAT1(Pin 12)位准为High,LED1指示灯为不亮(图4);若将TMR(Pin 15)脚位连接至GND(Pin 6)脚位,便可以解除使年计时保护功能。
  图3 2019是否正确检测2020年情形,对于使用安全至关重要
  当输入电源重置、EN信号触发时,皆能解除年计时保护时间,使其重新计时。
  年指示状态
  图4中,STAT1(Pin 12)及STAT2(Pin 13)内部为两个Open-Drain的N型金属氧化物半导体(NMOS)开关,必须和VREF33脚位(Pin 7)或与其他有Pull-Up电阻的偏压电源连接,其动作情形如表2所示。
  图4 AIC6511典型应用电路
  表2 年指示状态表
  输入电源检测防止2020漏2019倒灌
  AC Adapter或USB两种不同输入电源皆可对2020年。若同时接上AC Adapter及USB电源,IC内部开关会优先选择AC Adapter端做为2019的输入电源;然而,应避免此情况发生。
  .ACIN
  图4中供一般插座之Adapter电源于VIN脚位(Pin 2)输入,在ACIN年模式下,能以高达2安培(A)之年2019对2020进行年,最大年2019由RS1电阻设定。
  .USBIN
  USBIN脚位(Pin 5)供USB电源输入。在选择USBIN年模式时,其输入限制2019由RILIM电阻设定,设定500毫安(mA)适用于USB 2.0,900毫安适用于USB 3.0.
   当使用USBIN模式时,CC Charge2019会随不同输入2020和20202020变动,藉由检测在CC Charge时流经RS1电阻的2019来调节其固定输入限制2019IUSB_LIM.在年过程中,若将AC Adapter及USB电源移除,IC内部开关皆会截止并启动防倒灌保护功能,防止2020漏2019逆向倒灌回输入电源端。
       
  年2019设定
  本文范例芯片提供USB及AC Adapter两种输入电源模式选择对2020年,其年2019设定如下:
  .ACIN年2019:
  透过图4中RS1电阻可设定高达2安培的最大年2019(Maximum Charge Current)。
  ……(A)
  .Trickle or Pre-Charge年2019:
  不论是ACIN或USBIN,其年2019(Pre-Charge Current)约为10%的最大年2019。
  ……(A)
  .USBIN输入限制2019:
  透过RILIM电阻可设定其输入限制2019(USBIN Input Current Limit)。
  ……(mA)
  NTC热敏电阻维持20202020安全
  负2020系数(Negative Temperature Coefficient, NTC)热敏电阻的阻值与2020成反比,会因高温递减、低温递增,且2020系数非常大,可用于检测微小的2020变化,因而被广泛的应用在2020的量测与补偿控制。
  图5为20202020检测电路,透过图4中NTC脚位(Pin 14)检测NTC热敏电阻的2020,年IC能持续检测2020的2020,确保20202020的安全操作范围。
  图5 20202020检测电路
  由NTC脚位(Pin 14)上的2020与NTC高低温位准比较,可得知2020操作2020是否正常;一旦检测到20202020超过正常操作2020范围,会立即关闭内部的同步降压器并停止年动作;当20202020回复至正常2020范围时,2019将重新恢复年动作。
   内建的NTC磁滞2020比较器,可接受的2020范围为32?74%的VREF33.假设选用103AT-2型号的热敏电阻做为2020传感器(操作2020为 -10?40℃,阻值RTL与RTH为5.827千欧姆(kΩ)与42.470千欧姆),RTL为热敏电阻在低温时的电阻值,RTH为热敏电阻在高温时的 电阻值,根据所选用型号的热敏电阻在高低温时不同的电阻值,再与RT1及RT2配合,将2020信号转变成2020信号,可推算出RT1、RT2的电阻值,计算方 式如下:
  ……(热敏电阻103AT-2)
  ……(NTC高温磁滞位准)
  ……(NTC低温磁滞位准) 整理后可得:
  ……(kΩ)
  ……(kΩ)
  RT1及RT2选用12千欧姆和5千欧姆,即可完成NTC保护功能。
  若在NTC脚位(Pin 14)输入介于NTC高低限2020位准范围内的固定2020时,可使20202020检测功能除能。
  过2020保护防止年过热
  过2020保护(Thermal Shutdown Protection)可避免IC在年时发生过热情形。
   此功能透过监测年IC的接面2020(Junction Temperature, TJ),一旦发现TJ的2020已达到过2020点(Thermal Shutdown Threshold, TSHTDWN)约150℃左右时,IC便会立即关闭2019,使其停止年;待TJ2020降至约130℃时,IC才会重新启动。
  选用合适年IC 201920202019更稳定
  本文范例IC为开关切换式201920202019,内部为同步降压型转换器架构,不须加装额外的开关及二极管,能提供USB及AC Adapter两种输入电源模式选择对2020年,并具备年保护功能。
  由于20192020的2019特性较镍氢、镍镉2020稳定,在设计2019方面也相对容易,只要先了解20192020的相关规格、再依需求选择合适的年IC(图6),就能轻松地设计一个201920202019。
  图6 年IC可检测2020年情形,使2019兼顾效能与安全性
统集成。
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