不当USB充电方案提升手机反修率,PA和DC/DC最易受损

时间:2007-05-25
     “我们在电子市场上走走,可以看到手机采用二合一接口的USB充电后,反修率大增,而最易坏的是PA和DC/DC模块。为什么?因为这些手机中采用了不适当的USB充电管理方案。”TI中国区高性能模拟产品业务开发经理张洪为向《国际电子商情》记者说道。 
      由于USB充电的方便性、必要性以及采用二合一接口带来的手机外型简化和元器件数量减小,USB充电功能正在成为手机和其它便携设备的标准配置。张洪为透露,目前在TI的出货量中,USB充电管理IC已占到所有充电IC出货量的70%以上。除了TI外,还有很多公司也将USB充电管理IC作为主打的市场。但是,张洪为提醒用户,由于市场上很多手机中采用的方案并不是专门针对USB供电功能而设计,而只是在原来的交流适配器充电架构上进行了改变,因此会导致很多不良的后果,比如上面谈到的PA和DC/DC模块的损坏等。 
      他解释说,当采用二合一的接口后,过压保护功能特别重要。一般来说,USB的供电电压是4.2V-5.2V,而交流适配器的供应电压则高得多,不同的厂商,电压也不同。比如诺基亚的适配器供电电压为9V,一些韩国厂商的适配器输出电压峰值更是达20V以上。所以USB充电管理IC一定要有过压保护功能,才能实现二合一充电接口,或者要新增加一块过压保护IC,否则就会造成对后面系统的高压冲击,这里离充电管理IC最近的PA首当其冲,其次是DC/DC模块。 
面对这一新的要求,TI的USB充电管理IC在设计时定义了很高的电压峰值,比如BQ24060测得在峰值26V下可连续工作87小时不损环。 
       采用二合一充电端口后,还有一个问题会出现:用户会发现充电时手机的接通率下降了。张洪为解释,手机在利用笔记本电脑/PC的USB端口充电时,笔记本电脑产生的噪声会降低手机射频的灵敏度,因此会出现充电时接通率下降。TI的方案针对这一需求提供了预稳压功能,能将大部分噪声屏蔽掉,因此基本上解决了这个问题。他提示,有些厂商由于USB充电管理IC没有这个功能,只能通过提升手机射频的供电来解决,“这只是一个堵的办法,并不是一种事先防范的好办法。”他说道。 
因此,USB充电管理IC能提供较大的电压范围和预稳压功能非常重要,这还为厂商支持中国政府近期颁布的手机充电器标准提供了条件。虽然业界对中国政府颁布的统一手机充电器的标准均表示支持,但是目前真正支持国标的手机仅有几款,张洪为分析这其中的主要原因是每一家AC/DC适配器的电压/电流都不一样,手机厂商在现有的架构下很难支持。“如果采用TI的USB充电IC就没有这些问题了,因为我们可以覆盖所有电压。并且,我们可以自动检测到适配器的电流值,按这个电流值充电。”他称。 
其实,在选择USB充电管理IC时,除上面这些要关注的问题外,还要关注的一个更重要问题是USB充电IC的架构和工作方式。 
“我们将目前的USB充电IC分为两种架构:一种是传统的架构,即USB端口给电池供电,电池给系统供电。这种架构下,当电池充电完成后,USB停止供电,由电池给系统供电。我们知道用户一般习惯在夜间给手机充电,这样,当USB停止供电后,电池仍要给系统供电,继续消耗电量,同时会造成反复充电,从而影响电池寿命,有些厂商采用了防止再次充电的办法,但是电池的电量就会不断消耗,等第二天早上用户真正要用时,电量已不是满容量了,这时需要在电池电量与电池寿命中有一个折衷。另一种架构则是采用了智能功率路径分配管理,即USB端口同时给系统和电池供电,这样电池充满电后仍保持满电量,由USB端口继续给系统供电,基本上杜绝了反复充电,电池电量和寿命都得到了保障。”他解释道。 
目前市场上对这两种方案的需求都存在。因为考虑到成本问题,一些中低端机手机可能会采用种架构,这样会牺牲一些电池的寿命或待机时间。不过,现在已有越来越多的手机开始采用第二种架构,即智能功率路径管理,“特别是中国政府关于手机充电器标准出台后,刺激了该市场对新兴架构的采用。”张洪为表示。TI的BQ24030和BQ24070都是采用这种智能功率路径管理的USB充电IC,已被不少智能手机所采用。 
他特别提示,TI新一代的USB充电IC还可以对二合一的USB口进行电流检测,并以不同的电流来充电的,比如当从USB口可获得500mA电流时,充电电流约为350mA;而当检测来自交流适配器的更大电流时,充电电流可达1.5A,“我们可以测得的电流值来充电,这样能实现最快的充电速度。”他说。而市场上有些方案,并没有这样的选项,而是将USB口的充电电流固定为500mA,这样当采用交流适配器充电时,就会牺牲速度;而当USB口可供电流小于500mA时,则会出现USB端口关闭,不能充电的状况。这些都会影响用户的利益。 
因此,USB端口与传统适配器充电端口二合一后,一定要慎重选择USB充电管理IC,否则不只是用户利益受到损失,手机厂商也会因为此而丢失信誉。 
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