我们如何才能确保充电器运行在安全温度工作范围内，同时改进散热设计呢？bq2408x 与 bq2403x 等更多高级电池充电器引入了热调节环路来避免充电器过热。内部芯片温度达到预设温度阈值时，比方说 110oC,任何进一步的 IC 温度提升都会降低充电电流。这样即可限制功耗，也可提升充电器的热保护。导致 IC 接点温度达到热调节水平的最大功耗取决于 PCB 布局、散热通路的数量以及环境温度（见图 5）。

      热环路工作时，充电电流会达到充电终止阈值，这样会导致充电的错误终止，因为热调节功能通常是在快充的早期阶段启动。为了避免错误的充电终止，只要热调节环路处于工作状态，就要禁用电池充电终止。此外，有效充电电流也会降低。这会延长电池充电时间。这样，充电安全定时器可能会因为固定安全定时器而错误终止。bq24085 采用可自动放慢安全定时器时钟频率的动态安全定时器。动态定时器控制电路可有效延长安全定时器的持续时间，从而最大限度地减少安全定时器由于热调节所引起的故障几率。

　　图 5：bq24085 的典型应用电路

    系统级充电前端 （CFE） 的安全设计

    我们如何提高系统级充电的安全性和可靠性？我们可采用许多不同的适配器为便携式设备供电，但不同的制造商往往采用不同的电气规范，这就为构建便携式设备的系统设计人员带来了技术挑战，他们在使用不同适配器时必须满足各种安全要求。具体技术挑战包括输入过压、输入过流、电池过压以及反向输入电压等，这些问题都会造成系统损坏。

    适配器热插入、适配器错误、瞬态或稳态过压等问题都可能导致输入过压。适配器热插入时，线缆电感与系统输入去耦电容器之间的共振会导致过压。对于独立充电器而言，输入过流可能不是什么问题，因为恒定电流模式会限制提供给输出或电池的电流量。不过，就输入到系统有直接电源路径的 bq24070 等电源路径管理电池充电器而言，在上拉电流过大时很难得到保护。最近，人们担心工作适配器在电流限制模式下可能出问题，希望可编程输入电流限制电路能够阻止适配器进入该模式。锂离子/锂聚合物电池组如果在高温下充电过度，可能会出现危险的燃烧现象。充电过度的一个重要标志就是电池单元电压升高。越来越多的制造商都在寻找可确保电池组安全性与合规性的安全措施。要提高电池安全性，可添加二级过压保护来移除输入电源。在检测电池过压时关闭 CFE 功率 MOSFET 就可完成这一操作。

    图 6 是典型系统级 CFE 电路的示意图。高电压保护 CFE 可将高输入电压与低压充电器及系统相隔离，以便系统免受高压侵害。这种 IC 集成所有安全特性，包括输入电流限制与保护、输入电压保护以及电池过压保护等。无论出现何种故障情况，CFE 都会关闭 MOSFET 实现适当保护，进而提高整体系统安全性。

　　图 6：典型的系统级 CFE 电路

    总结

    配合 CFE、电池充电器 IC 以及电池组的安全保护机制，充电系统可进一步提升稳健的安全性能。CFE完全集成了输入过压、输入过流、电池过压和反向输入极性保护，可以显着提高电池供电系统的安全性。

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