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PD快充三大安全挑战的对策
文章来源:永阜康科技 更新时间:2024/5/16 10:26:00
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前言

随着苹果手机标配了18W PD充电器,PD充电器的普及会进一步加快。然而,由于PD充电器的功率密度提高及输出电压范围变宽,电源设计面临着3大安全挑战:

一、电网波动

市电异常高压易导致输入电容爆裂,开关管,保险丝等元器件损坏!

二、功率器件发热

快充因功率密度提高,异常工况下,功率器件大量发热,有熔化外壳的分险!

三、输出电压

异常工况下(开环),输出电压高上加高,若超过PMU耐压,有损坏手机风险!

本期,为大家详细分析这三大安全挑战对充电器的影响及解决对策,并以18~65W充电器方案为例,进行详细说明!

1. 市电异常高压对充电器的影响及对策:

市电高压下,高压电解电容的漏电流损耗会增加,当C2过热开阀损坏后,等价为nF级电容,差模电感L1加变压器漏感与寄生电容发生振荡,振荡尖峰电压高达数百伏,易导致Q1击穿,进而损坏CS电阻等多个元器件。

  1. 功率器件发热对策:

  • 由于快充功率密度的提高,在异常工况下,功率器件可能大量发热,存在熔化外壳的风险。

     

  • 对策:首先,采用高品质的散热材料和技术,提高充电器的散热性能。其次,设计合理的散热结构,如增加散热片、散热孔等,提高散热效率。此外,加入过热保护电路,一旦检测到功率器件温度过高,立即降低充电功率或切断电源,防止过热损坏。

 

3. 输出过压对策:

  • 异常工况下(开环),输出电压可能持续升高,若超过PMU(电源管理单元)耐压值,可能导致充电设备损坏。

     

  • 对策:在充电器内部加入精密的电压检测电路和过压保护电路。一旦检测到输出电压异常升高,立即切断电源或降低充电功率,防止过压损坏充电设备。同时,优化PMU的设计,提高其耐压能力,确保在异常工况下仍能正常工作。

 

除了以上三大安全挑战的对策外,还可以采取以下措施提高PD快充的安全性:

  1. 严格遵循USB PD快充标准,确保充电器和充电设备的兼容性和安全性。

  2. 在充电器内部加入电流、电压、温度等多重保护电路,提高充电器的稳定性和安全性。

  3. 采用高品质的元器件和材料,提高充电器的可靠性和耐用性。

  4. 加强用户教育和培训,提高用户对PD快充安全性的认识和重视程度。

     

综上所述,通过采用上述对策和措施,可以有效地提高PD快充的安全性,保障用户的充电体验和设备安全。

 
 
 
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