基于Micro USB Vbus 串聯(lián)PTC的數(shù)據(jù)線熱保護(hù)方案

一、智能手機(jī)數(shù)據(jù)線存在的問題

目前市場(chǎng)上智能手機(jī)電池的容量越來(lái)越大，為了不降低用戶體驗(yàn)，手機(jī)充電器的充電電流也已經(jīng)由之前500mA~700mA變成了2A~4.5A。充 電電流的增大，對(duì)于充電數(shù)據(jù)線的要求也提出了更高的要求，不僅僅是數(shù)據(jù)線中電源線和接地線的線徑變粗，同時(shí)對(duì)于小型的Micro USB端口接觸的可靠性 也要求更高。如果Micro USB 端口在使用過程中有接觸不良、或者有異物掉入（類似汗液、鐵屑之類東西）等情況發(fā)生，那么在大電流充電的過程中，在 Mirco USB端口處就會(huì)有很大的功耗（I2R的關(guān)系），如果這個(gè)功耗大大的超過手機(jī)Micro USB端口能承受的范圍，端口就會(huì)發(fā)熱，進(jìn)而燒黑， 嚴(yán)重情況下會(huì)燒毀手機(jī)，發(fā)生火災(zāi)。在智能手機(jī)實(shí)際使用過程中，發(fā)生手機(jī)燒毀甚至爆炸的案例，也時(shí)有所聞，這對(duì)消費(fèi)者的人身安全構(gòu)成了重大的危險(xiǎn)，所以對(duì)智 能手機(jī)Micro USB端口的安全保護(hù)也成為眾多手機(jī)廠家越來(lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)。

Micro USB發(fā)熱燒黑

二、解決方案

東沃可提供一種在Micro USB Vbus 串聯(lián)PTC的數(shù)據(jù)線熱保護(hù)方案，此方案為在Micro USB端口增加一塊PCB，在PCB上回流焊接貼片PTC（如下圖所示），此方案有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可靠性高等特點(diǎn)。

此方案工作原理為由于端口處異物的存在，在Micro USB端口就形成了一個(gè)低阻回路，手機(jī)充電器的電流可以經(jīng)由Micro USB端口的低阻回路回到 充電器電路中，也就是電流不會(huì)再流到手機(jī)內(nèi)部，（如下圖所示）。此時(shí)端口溫度急劇上升，熱量通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞到PTC，使PTC溫度升高，當(dāng)PTC溫 度達(dá)到動(dòng)作溫度時(shí)，PTC動(dòng)作，切斷充電回路，使充電端口溫度下降，避免極端情況發(fā)生。PTC動(dòng)作后會(huì)有微弱的漏電流，使PTC一直保持動(dòng)作的狀態(tài)，直到 充電器從插座上拔出或者異物被去除，PTC才會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)，不影響數(shù)據(jù)線的正常使用。

三、實(shí)測(cè)結(jié)果

1、鉛筆芯短路端口溫度變化曲線

從上圖中可看到充電端口表面的溫度控制在120℃以內(nèi)，外殼表面溫度控制在65℃以內(nèi)。

2、外觀

鉛筆芯短路測(cè)試后外殼與端口均完好，無(wú)形變。

綜上所述，東沃的手機(jī)數(shù)據(jù)線熱保護(hù)方案能很好的把充電端口的溫度控制在120℃以內(nèi)，外殼表面的溫度控制在65℃以內(nèi)，避免了極端情況的發(fā)生。

四、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于智能手機(jī)Micro USB端口保護(hù)，東沃的PTC方案，和集成電路方案相比，具有可靠性高，成本低，使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。集成電路方案利用溫度傳感器檢 測(cè)端口溫度，需要溫度檢測(cè)芯片、NTC溫度傳感器以及控制回路等，元器件多，設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本高。東沃的PTC通過UL認(rèn)證，是一種可靠性非常高的元器件， 只需要一個(gè)元件就能實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)。東沃更可將該產(chǎn)品與Micro USB端口處安裝設(shè)計(jì)的影響簡(jiǎn)化到最小化，從外觀上基本不改變Micro USB數(shù)據(jù)線 的原有形狀。
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