智能穿戴產(chǎn)品也有安全隱患？不慌，保護(hù)方案已經(jīng)出現(xiàn)由WAYON維安授權(quán)一級(jí)代理KOYUELEC光與電子為您提供技術(shù)選型和方案應(yīng)用支持

近年來(lái)，智能穿戴產(chǎn)品持續(xù)火熱，目前市場(chǎng)上智能穿戴產(chǎn)品主要有智能手表、智能眼鏡、智能手環(huán)、耳帶式設(shè)備、健康穿戴、體感控制等設(shè)備。智能穿戴產(chǎn)品與使用者直接身體接觸的特點(diǎn)，使產(chǎn)品的安全性變的尤為重要，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）也提出了相關(guān)的安全要求——IEC62368《音頻/視頻、信息和通訊技術(shù)設(shè)備-安全要求》，在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)產(chǎn)品可能存在的安全隱患提出了測(cè)試要求，下面介紹下智能穿戴可能存在的安全隱患以及解決方案。

●故障隱患

1、PMIC失效

為了應(yīng)對(duì)靜電或者浪涌的侵?jǐn)_，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者會(huì)在充電口增加保護(hù)器件，在實(shí)際使用中這些保護(hù)器件能應(yīng)對(duì)幾乎所有的狀況，但是在實(shí)際使用過(guò)程中還是會(huì)存在超過(guò)保護(hù)器件能力的情況，造成PMIC的失效。

在穿戴設(shè)備中PMIC除了電源管理外，還通過(guò)電源管理芯片對(duì)電池的充電過(guò)程進(jìn)行管理，一旦PMIC失效會(huì)導(dǎo)致充電過(guò)程不受控制，電池出現(xiàn)過(guò)充的隱患，IEC62368中的單一故障模擬也會(huì)評(píng)估PMIC短路后設(shè)備是否會(huì)出現(xiàn)安全事故。

2、后級(jí)元器件阻性失效

與PMIC失效情況類似，板端后級(jí)的半導(dǎo)體元器件會(huì)存在阻性失效的故障，故障發(fā)生后失效元件會(huì)與電池形成一個(gè)導(dǎo)通回路，電阻在電流的作用下會(huì)持續(xù)發(fā)熱，引起高溫，嚴(yán)重的話會(huì)燙傷客戶。如圖1為半導(dǎo)體器件阻性失效（20Ω左右），電流在0.2A時(shí)，元器件表面溫度會(huì)超過(guò)90℃。

圖1 半導(dǎo)體器件阻性失效

3、 充電線故障

磁吸式線材因使用方便，學(xué)習(xí)成本低等一些特有的優(yōu)勢(shì)，在智能穿戴領(lǐng)域被廣泛的使用。但其吸附金屬異物的特質(zhì)，使用過(guò)程中極易出現(xiàn)故障隱患，造成充電線功能失效或者熱損，如圖2所示。

圖2 充電線熱損失效案例

●解決方案

方案一：充電口過(guò)流保護(hù)

圖3 PPTC充電端口過(guò)流防護(hù)

對(duì)于充電回路中的短路故障，在充電回路中增加一顆保護(hù)器件是很有必要的，PPTC是一個(gè)好的選擇，如圖3所示，PPTC安裝在充電口。

有故障的情況下，PPTC會(huì)及時(shí)切斷適配器輸出的大電流，避免更惡劣的安全事件發(fā)生。

方案二：板端過(guò)溫保護(hù)

目前有些板端會(huì)通過(guò)NTC進(jìn)行溫度檢測(cè)，信號(hào)傳遞給MCU，由MCU來(lái)作出保護(hù)動(dòng)作。半導(dǎo)體器件MCU也會(huì)存在失效的可能，具有過(guò)溫保護(hù)功能的PPTC是一個(gè)很好的選擇，出現(xiàn)故障后PPTC客戶避免設(shè)備出現(xiàn)熱失控，把溫度控制在一定的范圍內(nèi)。

圖4 PPTC板端過(guò)溫保護(hù)

方案三：數(shù)據(jù)線過(guò)流過(guò)溫保護(hù)

磁吸式充電線的主要有以下兩種故障模式：1、硬短路后的大電流導(dǎo)致pogo pin內(nèi)彈簧失效，2、微短路后發(fā)熱導(dǎo)致端口熱損。

根據(jù)IEC62368標(biāo)準(zhǔn)，類似智能穿戴類這種不標(biāo)配電源適配器的充電線，外殼需要滿足V-0阻燃的要求，充電線增加PPTC后可以規(guī)避該條款。

圖5 防止電引起著火模型

維安智能穿戴推薦PPTC主要規(guī)格

審核編輯黃昊宇