基于Micro USB Vbus 串联PTC的数据线热保护方案

一、智能手机数据线存在的问题

目前市场上智能手机电池的容量越来越大，为了不降低用户体验，手机充电器的充电电流也已经由之前500mA~700mA变成了2A~4.5A。充电电流的增大，对于充电数据线的要求也提出了更高的要求，不仅仅是数据线中电源线和接地线的线径变粗，同时对于小型的MicroUSB端口接触的可靠性也要求更高。如果MicroUSB端口在使用过程中有接触不良、或者有异物掉入（类似汗液、铁屑之类东西）等情况发生，那么在大电流充电的过程中，在MircoUSB端口处就会有很大的功耗（I2R的关系），如果这个功耗大大的超过手机MicroUSB端口能承受的范围，端口就会发热，进而烧黑，严重情况下会烧毁手机，发生火灾。在智能手机实际使用过程中，发生手机烧毁甚至爆炸的案例，也时有所闻，这对消费者的人身安全构成了重大的危险，所以对智能手机MicroUSB端口的安全保护也成为众多手机厂家越来越关注的焦点。

MicroUSB发热烧黑

二、解决方案

东沃可提供一种在MicroUSBVbus串联PTC的数据线热保护方案，此方案为在MicroUSB端口增加一块PCB，在PCB上回流焊接贴片PTC（如下图所示），此方案有生产工艺简单、可靠性高等特点。

此方案工作原理为由于端口处异物的存在，在MicroUSB端口就形成了一个低阻回路，手机充电器的电流可以经由MicroUSB端口的低阻回路回到充电器电路中，也就是电流不会再流到手机内部，（如下图所示）。此时端口温度急剧上升，热量通过热传导的方式传递到PTC，使PTC温度升高，当PTC温度达到动作温度时，PTC动作，切断充电回路，使充电端口温度下降，避免极端情况发生。PTC动作后会有微弱的漏电流，使PTC一直保持动作的状态，直到充电器从插座上拔出或者异物被去除，PTC才会恢复到初始状态，不影响数据线的正常使用。

三、实测结果

1、铅笔芯短路端口温度变化曲线

从上图中可看到充电端口表面的温度控制在120℃以内，外壳表面温度控制在65℃以内。

2、外观

铅笔芯短路测试后外壳与端口均完好，无形变。

综上所述，东沃的手机数据线热保护方案能很好的把充电端口的温度控制在120℃以内，外壳表面的温度控制在65℃以内，避免了极端情况的发生。

四、结束语

对于智能手机MicroUSB端口保护，东沃的PTC方案，和集成电路方案相比，具有可靠性高，成本低，使用简单等特点。集成电路方案利用温度传感器检测端口温度，需要温度检测芯片、NTC温度传感器以及控制回路等，元器件多，设计复杂，成本高。东沃的PTC通过UL认证，是一种可靠性非常高的元器件，只需要一个元件就能实现有效保护。东沃更可将该产品与MicroUSB端口处安装设计的影响简化到最小化，从外观上基本不改变MicroUSB数据线的原有形状。