近年來(lái)，充電寶自燃、爆炸等安全事故頻發(fā)，追根溯源多與過(guò)充過(guò)放、溫度失控、電路短路等問(wèn)題相關(guān)。作為移動(dòng)電源核心的電源管理芯片，其防護(hù)機(jī)制直接決定產(chǎn)品安全底線(xiàn)。SM5307 通過(guò)硬件級(jí)防護(hù)設(shè)計(jì)與智能化監(jiān)測(cè)，從充電、放電、溫度、電路狀態(tài)四個(gè)維度構(gòu)建全場(chǎng)景安全屏障，針對(duì)性解決各類(lèi)安全隱患。

海川半導(dǎo)體-SM5307

破解過(guò)充隱患：動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的充電保護(hù)機(jī)制

過(guò)充是導(dǎo)致充電寶電芯鼓包、自燃的主要元兇，傳統(tǒng)方案因充電閾值固定，易因電芯老化出現(xiàn) “假滿(mǎn)電” 現(xiàn)象。SM5307 采用三段式充電邏輯：當(dāng)電池電壓低于 3V 時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng) 200mA 涓流充電，避免大電流沖擊受損電芯；電壓升至 3V 后切換至 2.1A 恒流充電，確?？斐湫?；達(dá)到 4.2V 目標(biāo)電壓后轉(zhuǎn)入恒壓模式，直至電流降至閾值以下停止充電。

更關(guān)鍵的是其再充電閾值設(shè)置為 4.1V，當(dāng)電池電壓因自放電降至該值以下時(shí)才重新啟動(dòng)充電，避免傳統(tǒng)方案中 “充滿(mǎn)后仍持續(xù)涓流充電” 導(dǎo)致的電芯過(guò)壓風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，芯片內(nèi)置輸入過(guò)壓保護(hù)，當(dāng)外接適配器電壓超過(guò) 5.5V 時(shí)立即切斷充電回路，防止劣質(zhì)充電器引發(fā)的電壓擊穿。

阻斷短路風(fēng)險(xiǎn)：微秒級(jí)響應(yīng)的輸出防護(hù)網(wǎng)

充電寶短路事故多發(fā)生在輸出端意外接觸金屬物體時(shí)，瞬間大電流會(huì)引發(fā)線(xiàn)路過(guò)熱。SM5307 的輸出短路保護(hù)響應(yīng)時(shí)間僅 10μs，相當(dāng)于電流剛超過(guò)安全閾值就被切斷，遠(yuǎn)快于人類(lèi)眨眼的速度（約 200ms）

在日常使用中，若輸出電流超過(guò) 4A（遠(yuǎn)超手機(jī)、平板等設(shè)備的最大輸入需求），過(guò)流保護(hù)會(huì)在 10ms 內(nèi)啟動(dòng)；而當(dāng)輸出電壓異常升高超過(guò)安全值時(shí)，過(guò)壓保護(hù)機(jī)制會(huì)同步介入。這種 “多層級(jí)防護(hù) + 階梯式響應(yīng)” 設(shè)計(jì)，既能應(yīng)對(duì)金屬短路等極端情況，也能處理設(shè)備異常導(dǎo)致的電流過(guò)載，從電路層面杜絕過(guò)熱起火風(fēng)險(xiǎn)。

溫度失控克星：全工況的熱保護(hù)體系

溫度失控是電芯熱失控的直接誘因，SM5307 通過(guò)NTC 溫度檢測(cè) + 芯片自測(cè)溫雙重手段實(shí)現(xiàn)全鏈路溫控：

充電階段：

當(dāng) NTC 引腳檢測(cè)到電池溫度對(duì)應(yīng)電壓為 1.32V（約 0℃）或 0.56V（約 45℃）時(shí)，立即停止充電，避免低溫下鋰枝晶生長(zhǎng)或高溫下電解液分解；
放電階段：

若電池溫度低至 - 15℃（對(duì)應(yīng)電壓 1.52V）或高至 60℃（對(duì)應(yīng)電壓 0.38V），輸出回路會(huì)自動(dòng)切斷，防止極端溫度下電芯性能突變；

芯片自保：

當(dāng)芯片內(nèi)部溫度達(dá)到 125℃時(shí)，整機(jī)過(guò)溫保護(hù)啟動(dòng)，所有功能暫停；直至溫度降至 85℃以下（40℃遲滯區(qū)間）才恢復(fù)工作，避免芯片自身故障引發(fā)的熱失控。

低電量與待機(jī)安全：防止過(guò)度放電的隱性防護(hù)

電芯過(guò)度放電會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，進(jìn)而引發(fā)充電時(shí)的安全隱患。SM5307 在電池電壓低于 3.0V 時(shí)自動(dòng)關(guān)閉輸出，并進(jìn)入低電量報(bào)警狀態(tài)（LED 以 2Hz 頻率閃爍）。若電池電壓持續(xù)降至 2.8V 以下，即使觸發(fā)按鍵或接入負(fù)載，也會(huì)保持輸出關(guān)閉，強(qiáng)制進(jìn)入保護(hù)模式，需充電至 3.2V 以上才能激活輸出，從根源上避免過(guò)度放電對(duì)電芯的永久性損傷。

在待機(jī)狀態(tài)下，其靜態(tài)電流僅 10μA，相當(dāng)于一塊 10000mAh 電池完全閑置時(shí)，僅因芯片損耗需約 10 年才會(huì)耗盡電量，大幅減少長(zhǎng)期存放中的過(guò)放風(fēng)險(xiǎn)。

從實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，SM5307 的安全設(shè)計(jì)始終圍繞 “預(yù)防為先”：用 10μs 的短路響應(yīng)速度攔截突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，用 45℃充電截止溫度限制電芯負(fù)荷，用 3.0V 放電保護(hù)底線(xiàn)守護(hù)電芯健康。這些看似冰冷的參數(shù)背后，是對(duì)每一種潛在安全事故的針對(duì)性防御，為充電寶筑起一道看得見(jiàn)、測(cè)得到的安全防線(xiàn)。

SM5307典型應(yīng)用電路圖▲

審核編輯 黃宇