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多路输出快速充电器的输出过流保护

最近市面上有两款充电器的充电功能非常强大,其中A款充电器含有三个USB快充接口,可以同时为三台设备同时充电。B款充电器含有四个USB快充接口,可以同时为四台设备同时充电。其中B款充电器四路总输出功率25W(5V/5A ),单路最大智能分配输出5V/2.4A。

通过解析发现两者有很多的相似点,比如都采用同步整流技术,在输出端都采用识别芯片来控制接入不同设备时充电电流大小。但在细节上也有一些差异,比如B款充电器在每一路输出端都增加了一颗正温度系数热敏电阻(PTC),提供独立过流保护,避免单路保护影响其他三路正常工作。这里我们或许有些疑问,充电器的控制芯片一般都带有过流保护功能,为什么还要每一路增加一颗PTC?

我们从充电器原理图中可发现,控制芯片的过流保护针对的是总的输出电路,也就是说只有当总的输出电流大于控制芯片过流阈值时,才会作出保护,如果单路上的电流大于其最大额定输出电流而小于控制芯片过流阈值时,控制芯片将不会作出保护。

通过实验也能证实以上的观点,下图中可看出B款充电器单路输出电流已经达到6.8A,远大于宣称的2.4A,充电器还能正常输出,如果此时没有额外的过流保护元件,那么后果将不堪设想。

B款充电器增加的PTC为上海长园维安生产的LP-MSM260,其保持电流为2.6A(大于2.4A),不影响充电器的正常工作。在常温过流4.5A情况下,LP-MSM260能在16S内切断充电电路避免异常情况发生。

此时有些人会对PTC上的压降耿耿于怀,毕竟这会直接影响到充电速度和充电效率。下表是B款充电器在不同输出电流,增加PTC的情况下,输出电压值:

增加PTC

输出电压@1A

输出电压@1.5A

输出电压@2A

输出电压@2.4A

#1

5.028

4.951

4.871

4.803

#2

5.035

4.962

4.883

4.821

Ave.

5.0315

4.9565

4.877

4.812

下表是B款充电器在不同输出电流,未增加PTC的情况下,输出电压值:

未增加PTC

输出电压@1A

输出电压@1.5A

输出电压@2A

输出电压@2.4A

#1

5.065

5.005

4.946

4.894

#2

5.067

5.007

4.948

4.897

Ave.

5.066

5.006

4.947

4.896

从以上两表对比可看出,在额定最高输出电流下,平均输出电压也只降低了84mV,这一电压降不会影响到充电速度,对于效率也只是微小的影响。

综上所述,在多路输出快速充电器的每一路输出端增加一颗过流保护元件,几乎不影响充电速度和效率的情况下,可以在过流情况发生时提供安全的保证。

 

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