USB電源適配器電路的保護(hù)解決方案
2、 對(duì)開機(jī)浪涌的防護(hù)
為了避免保險(xiǎn)絲不正常的熔斷,除了要知道AC/DC電源正常工作電流,工程師對(duì)Inrush current進(jìn)行計(jì)算評(píng)估也顯得相當(dāng)重要。電源電路存在較大的儲(chǔ)能元件,AC輸入端的濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,防止對(duì)電源干擾,同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。如電路圖中,當(dāng)電源通電瞬間,要對(duì) C5 充電。由于瞬間充電電流大,對(duì)保險(xiǎn)絲熔絲形成熔斷風(fēng)險(xiǎn),這種情況要求工程師對(duì)Inrush current做計(jì)算評(píng)估了,再選定額定電流規(guī)格的保險(xiǎn)絲。例如,我們?cè)鴮?duì)采用4.7uf的電解電容的10W電源適配器捕捉的Inrush current 波形情況如下:
上圖參數(shù)如下: Inrush Current : Ipeak=35.9A;Duration : t≈30us
計(jì)算Inrush I?t=1/2* Ipeak?*t=0.0019 A?S,按照保險(xiǎn)絲脈沖折減比例,滿足100000次開機(jī)浪涌的需求,保險(xiǎn)絲的I?t(熱熔值)需要滿足:
0.0019/20%=0.095 A?S
所以 需要保險(xiǎn)絲的I?t≥0.095A?S, 從抗電流浪涌角度MF2410F0500TM以上型號(hào)保險(xiǎn)絲均滿足要求。
3、UMF保險(xiǎn)絲的通用性問題
保險(xiǎn)絲除了滿足電路的上述要求外,產(chǎn)品的通用性也是工程師考慮的問題,作為安規(guī)器件,如此小尺寸的保險(xiǎn)絲,獲得通往各國市場(chǎng)的安規(guī)認(rèn)證,也是獲得客戶訂單必要條件。事實(shí)上,AEM推出的這款全球技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品,以全球最小尺寸符合IEC60127-4標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)取得歐規(guī)、美規(guī)、CQC、KC、PSE、VDE等國家和地區(qū)安規(guī)認(rèn)證。滿足人們對(duì)保險(xiǎn)絲熔斷保障安全的要求。
4、應(yīng)用于新型USB 電源適配器 快充技術(shù)的方案。
如今人們的手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的屏幕越來越大,設(shè)備耗電量的越來越高的情況,市場(chǎng)要求電源制造商須在更小的產(chǎn)品體積當(dāng)中提供更大功率的充電功能。目前,最新的AC/DC適配器解決方案是基于高通Quick Charge 2.0協(xié)議的快速充電解決方案。作為最新的USB電池充電技術(shù),它使支持Quick Charge 2.0的被充電設(shè)備比傳統(tǒng)的USB充電方式快至75%.
圖4 采用MF2410 2A/250VAC fuse的 iwatt 快充方案
上圖4 為基于Dialog 公司2014年初推出的iw620+iw1760的快速充電設(shè)計(jì)方案實(shí)物圖,電路的設(shè)計(jì)思路為iW620快速充電接口IC可以通過USB數(shù)據(jù)線檢測(cè)到支持Quick Charge 2.0的移動(dòng)設(shè)備發(fā)出的指令,然后與iW1760 PWM原邊控制器進(jìn)行通信,對(duì)電源適配器輸出電壓進(jìn)行配置。位于初級(jí)側(cè)的iW1760就可提供電流感應(yīng)。通過其可編程的主動(dòng)快速放電專利技術(shù)能將輸出電壓
從9V或12V降至5V, 因此,當(dāng)用 戶拔掉連接Quick Charge 2.0手機(jī)的USB數(shù)據(jù)線,再將其連接至非Quick Charge 2.0手機(jī)時(shí),iW620可以迅速把輸出電壓降至5V,避免對(duì)其造成損壞。原理由圖如下:
這類代表著最新USB充電技術(shù)的AC/DC適配器選擇SMD fuse的優(yōu)勢(shì)除了前述的參數(shù)滿足要求外,還具備下列的優(yōu)勢(shì):
4.1 . MF 保險(xiǎn)絲支持更低的待機(jī)功耗和更高的性價(jià)比
為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)苛全球環(huán)保法規(guī),例如歐盟的外部供電能源效率行為準(zhǔn)則(Code of Conduct, CoC)對(duì)充電產(chǎn)品的功耗和效率都提出了具體的更高要求。因此電源方案制造商有必要對(duì)快充方案做到待機(jī)功耗足夠小和高效率的運(yùn)作輸出充電功率。
目前市場(chǎng)上有采用保險(xiǎn)電阻的電源適配器,功耗遠(yuǎn)大于應(yīng)用保險(xiǎn)絲的功耗。例如,選用市面上常用的10Ω5% 1W的保險(xiǎn)電阻與MF 2410F1.000TM( 內(nèi)阻約0.0084Ω)功耗相比:W=I?R,輸入阻抗的增大,將給整個(gè)系統(tǒng)增加無謂損耗。
現(xiàn)今,由PI、Dialog、NXP等電源IC領(lǐng)導(dǎo)廠商紛紛推出兼容Quick Charge 2.0協(xié)議的快速充電的電源IC,預(yù)計(jì)未來幾年支持Quick Charge 2.0協(xié)議的AC/DC適配器將逐步普及。
這類新型的小尺寸低功耗 USB電源適配器追求的元件SMT工藝化,逐漸降低生產(chǎn)企業(yè)人力成本等。隨著市場(chǎng)的逐步擴(kuò)大,又促使SMD元件廠家推出更符合市場(chǎng)要求的價(jià)格,進(jìn)一步滿足小型電源適配器對(duì)元件高性價(jià)比的要求。
評(píng)論