远离爆炸，教你“几板斧”搞定手机充电器充放电安全

上升。

　　当电池充电电压上升至接近锂离子电池的饱和点电压约4.2伏特时，充电器改以CV Charge对电池进行充电，此时充电电流开始下降，当充电电流降至约等于Pre-Charge电流时，充电器停止对电池充电，即完成充电。

　　不论是用通用序列汇流排（USB）或AC电源转换器（Adapter）输入电源对电池充电，当电池开始充电后，若充电时间超过其设定时间，充电器仍然操作于 Pre-Charge模式而未进入CC Charge模式，或者仍然操作于CC/CV Charge模式而未进入充电完成状态，则透过IC的充电计时保护功能使充电器停止对电池充电。

　　充电计时保护确保电池安全

　　图2为本文范例充电IC的脚位示意图，充电计时保护时间由IC外部TMR脚位（Pin 15）的电容CTMR设定，CTMR选择方式如下：

　　图2　AIC6511脚位示意图

　　若电池在充电状态下，充电时间已超过使用者所设定的充电计时保护时间，但充电器却仍尚未脱离当前的充电状态或结束充电，这时IC的充电计时保护功能就会立即启动，迫使充电器停止对电池充电（图3），此时的STAT1（Pin 12）位准为High，LED1指示灯为不亮（图4）；若将TMR（Pin 15）脚位连接至GND（Pin 6）脚位，便可以解除使充电计时保护功能。

　　图3　充电器是否正确检测电池充电情形，对于使用安全至关重要。　

　　当输入电源重置、EN讯号触发时，皆能解除充电计时保护时间，使其重新计时。

　　充电指示状态

　　图4中，STAT1（Pin 12）及STAT2（Pin 13）内部为两个Open-Drain的N型金属氧化物半导体（NMOS）开关，必须和VREF33脚位（Pin 7）或与其他有Pull-Up电阻的偏压电源连接，其动作情形如表2所示。

　　图4　AIC6511典型应用电路

　　输入电源侦测防止电池漏电流倒灌

　　AC Adapter或USB两种不同输入电源皆可对电池充电。若同时接上AC Adapter及USB电源，IC内部开关会优先选择AC Adapter端做为充电器的输入电源；然而，应避免此情况发生。

　　．ACIN

　　图4中供一般插座之Adapter电源于VIN脚位（Pin 2）输入，在ACIN充电模式下，能以高达2安培（A）之充电电流对电池进行充电，最大充电电流由RS1电阻设定。

　　．USBIN

　　USBIN脚位（Pin 5）供USB电源输入。在选择USBIN充电模式时，其输入限制电流由RILIM电阻设定，设定500毫安培（mA）适用于USB 2.0，900毫安培适用于USB 3.0。

　　当使用USBIN模式时，CC Charge电流会随不同输入电压和电池电压变动，藉由侦测在CC Charge时流经RS1电阻的电流来调节其固定输入限制电流IUSB_LIM。在充电过程中，若将AC Adapter及USB电源移除，IC内部开关皆会截止并启动防倒灌保护功能，防止电池漏电流逆向倒灌回输入电源端。

　　充电电流设定

　　本文范例晶片提供USB及AC Adapter两种输入电源模式选择对电池充电，其充电电流设定如下：

　　．ACIN充电电流：

　　透过图4中RS1电阻可设定高达2安培的最大充电电流（Maximum Charge Current）。

　　NTC热敏电阻维持电池温度安全

　　负温度系数（Negative Temperature Coefficient， NTC）热敏电阻的阻值与温度成反比，会因高温递减、低温递增，且温度系数非常大，可用于检测微小的温度变化，因而被广泛的应用在温度的量测与补偿控制。

　　图5为电池温度侦测电路，透过图4中NTC脚位（Pin 14）侦测NTC热敏电阻的电压，充电IC能持续侦测电池的温度，确保电池温度的安全操作范围。

　　图5　电池温度侦测电路

　　由NTC脚位（Pin 14）上的电压与NTC高低温位准比较，可得知电池操作温度是否正常；一旦侦测到电池温度超过正常操作温度范围，会立即关闭内部的同步降压器并停止充电动作；当电池温度回复至正常温度范围时，充电器将重新恢复充电动作。

　　RT1及RT2选用12千欧姆和5千欧姆，即可完成NTC保护功能。

　　若在NTC脚位（Pin 14）输入介于NTC高低限电压位准范围内的固定电压时，可使电池温度侦测功能除能。
选用合适充电IC 过温度保护防止充电过热#e#

　　过温度保护防止充电过热

　　过温度保护（Thermal Shutdown Protection）可避免IC在充电时发生过热情形。

　　此功能透过监测充电IC的接面温度（Junction Temperature， TJ），一旦发现TJ的温度已达到过温度点（Thermal Shutdown Threshold， TSHTDWN）约150℃左右时，IC便会立即关闭充电器，使其停止充电；待TJ温度降至约130℃时，IC才会重新启动。

　　选用合适充电IC　锂离子电池充电器更稳定

本文范例IC为开关切换式锂离子电池充电器，内部为同步降压型转换器架构，不须加装额外的开关及二极体，能提供USB及AC Adapter两种输入电