手机充电端 VBUS and Vbattery 的最佳 EOS 防护方案

手机充电技术需求

        近几年来，手机的发展突飞猛进，更丰富的应用，更大的屏幕、更高分辨率、更强悍的性能让其在通讯功能、社交办公、休闲娱乐等领域发挥着越来越重要的角色。但是在面对如此多任务的时候，绝大多数智能手机的续航成了问题。 

        手机一体化，电池不可拆卸，并且电池技术尚未突破，手机快充技术应运而生。这大大缩短充电时间，有效的提升用户体验。

快充技术类别

        目前主流快充技术有QC charger，USB-PD及各家手机厂商快充技术，如华为Supercharge，VIVO双引擎快充，OPPO VOOC，小米Super Turbo。无论哪项快充技术，其原理均为提高充电电压或电流以增加充电功率，达到快速充电功能。 

        OPPO SuperVOOC 超级闪充，搭载 VOOC3.0 采用低压大电流+新恒压充电算法，采用了 3C 电芯和 VFC 快充算法，3C 电芯电流承载能力提升100%，VFC算法改进涓流充电，双电芯串联的原理，充电功率高达 50W。  

        华为Super Charge，Super Charge利用电荷泵技术，40W超级快充技术，正是利用电荷泵原理打破了Type-C 5A的限制，将电量通过4A的通道送进手机，进入Type-C后，再由电荷泵将充电电压降到5V左右，同时将电流从4A提升到8A，通过这套原理为电池进行充电，这就实现了5V/8A低压大电流方案。

手机充电端EOS危害

        无论是哪种快充技术，其功率都在不断增大，小则18W，大则50W，充电器输出电压从5V升至9V/10V/12V，甚至更高。原本普通5V/1A常规充电，都极易遭受EOS破坏，全球拥有大量手机用户，由于充电环境复杂多样，市面非原装充电器及充电线材品质粗糙难于甄别，加上电网市电电压偶尔不稳定的因素，造成用户充电过程极易产生EOS。而大功率快充过程，由于涉及高压大电流及更多器件模块，EOS波动极有可能更大更频繁，若手机充电端无有效EOS保护方案，后端PMU，OVP等IC会损坏导致手机关停。

充电端EOS保护方案

        我司自成立至今，在EOS/ESD领域拥有过百项专利，专注EOS/ESD保护，技术得到各大厂商认可。在充电端EOS防护上，符合各大手机厂商测试要求，最高防护标准可达EOS 450V(8/20us,2ohm)。如图一（a）所示，为手机充电口电路简化图，针对Vbus保案方案，可在DC in添置TVS1（靠近接口，置于OVP前端），而Vbattery 保护方案则在PMU正极添置TVS2，置于PMU端。要适用DC高压输出的特性，同时避免低压Pulse损坏TVS，而OVP可抵挡吸收低压Pulse，所以第一级TVS1如图1（b）使用15V或18V Surge TVS: AZ4715-01F/AZ4718-01F，提供超过Ipp 100A EOS保护能力。TVS2使用5V Surge TVS: AZ3205-01F，提供Ipp 100A EOS保护能力，作为第二级防护，吸收后端EOS残压。实用有效的二级TVS防护，将会大大降低手机充电端不良返修率，提高手机品质。

EOS应用方案概况

        针对手机充电端，我司EOS保护方案结合手机充电原理，不影响正常充电功能及信号传输。可应对用户频繁插拔充电和复杂使用环境问题，使用手机免受EOS破坏，大大减少手机故障事件。TVS与OVP形成对DC及AC干扰的防护组合，是目前手机行业主流的EOS防护方案。