手机充电系统面临的挑战和应对措施
针对不同应用的手机充电系统兼容性设计考虑
针对不同的应用,手机充电系统的要求是不同的,有时可能还是彼此矛盾的。比如为了适应诺基亚适配器,需要OVP芯片的OVP电压要高于9V。但在中国国内,若适配器的输出电压过高的话,国内的手机认证实验室的认证要求手机充电系统不能充电而处于保护状态。设计人员在面对这两种矛盾的要求时,往往只能设计两套不同的方案,如果有一种方案能同时兼容这两种矛盾的要求,对设计人员来说这个方案无疑是最佳的一个方案。
由于AW3206和AW3208引脚分布完全相同,同时从应用的角度来看,两颗芯片只是OVP电压不同,外围器件和原理图完全相同(见图3和图6),而且对手机平台来说,软件控制也是完全相同,所以AW3206和AW3208刚好通过一个兼容设计来满足上面的两个矛盾的要求。
对于设计人员来说,设计手机充电系统时,可先按图3或图6设计好原理图和PCB的Layout,设计好后只需更改BOM而不要更改PCB就可以满足不同的要求了。
手机充电系统OVP芯片外围器件的选取及PCB布局布线的一些考虑
1、输入电容和输出电容的选取
AW3206和AW3208的输入引脚ACIN到地需要一个不小于1uF的输入电容。这个输入电容除了去耦外,还可以有效减小适配器在热插拔时由于连接线的寄生电感效应产生的瞬态过冲电压。另外这个电容建议选取耐压不低于15V的X7R或X5R陶瓷电容。
AW3206和AW3208同样在输出引脚CHRIN到地需要一个输出去耦合电容。这个电容对于AW3208尤其重要,因为输出电容对工作在LDO模式的AW3208的输出稳定性起着至关重要的作用,缺少这个电容CHRIN引脚的输出电压将会有可能振荡。这里推荐选取耐压为6.3V,电容值不小于1uF的X7R或X5R陶瓷电容。
2、PCB布局和布线的一些考虑和建议
PCB布局时需要考虑输入引脚ACIN和输出引脚CHRIN到地的输入电容和输出电容应尽可能靠近ACIN和CHRIN引脚,电容的焊盘和引脚之间应直接用一层走线,避免通过通孔用两层走线。
PCB布线需要考虑从ACIN引脚至充电接口的走线、OUT引脚到采样电流电阻的走线以及采样电阻到电池的走线在满足充电电流密度的基础上尽量宽,尽可能的减小走线的寄生电阻。
为了获得更好的散热性能,AW3206/AW3208的散热片应和GND引脚一起直接连接到PCB的大面积铺地层上,同时在散热片下面的铺地层再打上尽可能多的通孔,用通孔将所有铺地层连接在一起,通过通孔和大面积的铺地层减小热阻,提高散热性能。
总结
本文讨论了手机充电系统中面临的一些问题,并对这些问题提出了相应的应对措施,以帮助设计人员设计出能满足更稳定、更可靠要求的手机充电系统,使其产品能在众多的产品中独树一帜,而不是“泯然众人”。
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