有關手機充電系統(tǒng)設計挑戰(zhàn)及解決方案
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隨著半導體工藝的不斷進步，手機平臺的集成度和主頻越來越高，芯片面積越來越小，隨之帶來的問題是平臺芯片的耐壓也隨之降低。早期平臺的耐壓比較高，非穩(wěn)壓適配器的空載輸出電壓或者適配器熱插拔時的瞬態(tài)過壓手機平臺是可以承受的。而采用先進工藝制程的手機平臺由于集成度高，耐壓低，前面所述的電壓直接加到手機平臺芯片上就有可能會引起芯片的損傷，所以采用先進工藝制程的手機平臺就要求設計人員應用時需要在適配器和手機平臺對應的充電模塊之間增加一個輸入過壓保護(OVP)芯片，防止適配器輸出的過高電壓對手機平臺芯片產(chǎn)生損傷。例如MTK的早期手機平臺MT6305/5318、展訊的SC6600L的充電引腳最高可承受電壓為15V，高通的QSC6240/6270的充電引腳最高可承受電壓為18V，均不要求增加OVP芯片，而MTK的MT6223/6235/6238/6253由于充電引腳最高可承受電壓只有9V，所以就要求增加OVP芯片，以防止適配器的過高輸出電壓對手機平臺芯片產(chǎn)生損傷。
對于增加的OVP芯片，其可承受的最高耐壓只要和早期的幾個手機平臺芯片的耐壓相同就可以了，因為早期的手機平臺芯片已經(jīng)大批量出貨，在市場的長期應用驗證了其耐壓的安全性和可靠性，所以對于增加的OVP芯片，其可承受的最高耐壓只要在15V以上就已經(jīng)足夠了。
出于充電時的安全考慮，手機平臺一般會限制充電電壓在7V以下，適配器輸出電壓高于7V若直接接到手機充電模塊是不允許充電的，另外由于國內統(tǒng)一的充電接口標準的實施，適配器的DC輸出電壓大多集中在5～6V，針對國內適配器的特點，OVP芯片主要是為了避免適配器熱插拔時的瞬態(tài)過沖對手機平臺芯片的累計性損傷。
圖3：適用于國內適配器的單芯片手機充電系統(tǒng)方案。
而上海艾為的AW3206就是一款能滿足國內手機充電系統(tǒng)要求的OVP芯片。AW3206的OVP保護電壓為6.8V，適用于適配器輸出電壓為5～6V的國內手機充電系統(tǒng)。對于熱插拔的瞬態(tài)過壓，AW3206的100ns過壓保護反應時間能確保手機充電系統(tǒng)的安全。AW3206高達±8KV(HBM)的ESD保護和±450mA的Latch-up保護都是增加手機充電系統(tǒng)的安全性和可靠性的有力基礎。
為了增加手機充電系統(tǒng)的安全性和可靠性，AW3206具有以下特點：
1、6.8V的輸入保護電壓，適用于適配器輸出電壓為5～6V的國內手機充電系統(tǒng)；
2、集成K-Charge技術的輸入限流保護，既能在芯片溫度低的時候保證比較大的充電電流，又能在芯片結溫太高時智能調整輸出電流來限制結溫，性能與安全兼顧；
3、集成具有防反灌功能的充電P-MOSFET，既節(jié)省成本，又可防止待機時電池電流反灌；
4、鋰離子電池過壓保護和過溫保護。
兼容諾基亞適配器的手機充電系統(tǒng)面臨的問題及應對措施
根據(jù)市場研究機構Gartner在今年的調查數(shù)據(jù)顯示，諾基亞在全球的市場占有率為34.2%，仍是手機中第一大巨頭，而且在某些新興市場國家諾基亞的市場占有率更高，比如IDC的調查數(shù)據(jù)顯示諾基亞2009年底在印度的市場占有率高達54%。由于諾基亞手機的普遍性，諾基亞適配器也是唾手可得，所以可兼容Nokia適配器的充電系統(tǒng)是設計人員需要考慮的。
圖4：諾基亞適配器AC-3C的輸出特性曲線。
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