配合移動(dòng)設(shè)備不同充電應(yīng)用的全面保護(hù)方案

安森美半導(dǎo)體的NCP370是實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)方案設(shè)想的業(yè)界首款集成型雙向保護(hù)器件,其功能模塊圖如圖2所示。其中，在針對直接充電通道的保護(hù)方面，新的NCP370提供高達(dá)+28 V的正向過壓保護(hù)和低至-28 V的負(fù)向過壓保護(hù)，顯著改善便攜設(shè)備的前端保護(hù)能力。同時(shí)NCP370還內(nèi)置過壓鎖定(OVLO)電路，在過壓條件下，只要輸入電壓超過OVLO閾值，輸出就會(huì)被關(guān)閉。NCP370集成了兩顆典型值為130 mΩ的低導(dǎo)通阻抗(Ron)的N溝道MOSFET(即NMOS)，支持高達(dá)1.3 A的大充電電流。而從圖2中可以看出，NCP370采用了兩個(gè)背靠背(back-to-back)的NMOS。控制第1個(gè)NMOS的門極，可以消除直接充電通道的浪涌電流和正向過壓。

圖3：安森美半導(dǎo)體NCP370的典型應(yīng)用電路圖。
在反向供電通道保護(hù)方面，兩個(gè)NMOS構(gòu)成的背靠背方案能夠在輸入電壓低于電池電壓時(shí)避免電池放電。如果移動(dòng)設(shè)備的外部附件出現(xiàn)直接短路，可能瞬時(shí)出現(xiàn)源自電池的極高電流。NCP370中，與第1個(gè)NMOS背靠背的第2個(gè)NMOS控制反向通道浪涌電流及過流，而過流保護(hù)值為1.75 A（典型值），過流保護(hù)的限流設(shè)定還可通過外部電阻來調(diào)節(jié)。此外，NCP370集成的NMOS的導(dǎo)通阻抗極低，使由于導(dǎo)通阻抗引起的電壓跌落極低，減少額外損耗，并使附件可用電壓更高。

綜上所述，安森美半導(dǎo)體的NCP370雙向(直接充電保護(hù)+反向供電保護(hù))保護(hù)器件提供上述設(shè)想保護(hù)解決方案的全部特征。對于設(shè)計(jì)人員而言，這器件的一項(xiàng)突出優(yōu)勢就是提供反向過流保護(hù)且過流保護(hù)閾值可通過改變電路參數(shù)來調(diào)整，使用起來非常方便。此器件具有低于1 µA的極低待機(jī)電流，可以避免在拔出墻式適配器或手機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)的電池放電，從而延長電池使用時(shí)間。此外，NCP370還提供熱保護(hù)，出現(xiàn)內(nèi)部過熱時(shí)，集成的熱保護(hù)功能會(huì)關(guān)閉內(nèi)部MOSFET，以降低器件溫度。它的輸入引腳在靠近輸入引腳放置1個(gè)1 µF電容的配置下，NCP370可抵抗IEC61000-4-2 ESD測試規(guī)范中第4級±15 kV空氣放電及±8 kV接觸放電。

NCP362為移動(dòng)設(shè)備USB 2.0應(yīng)用提供OVP、OCP、和ESD保護(hù)

除了NCP370這樣的新器件，迄今為止，設(shè)計(jì)人員仍需要采用獨(dú)立的OVP、OCP、瞬態(tài)電壓抑制器件(TVS)等元件來保護(hù)易受損害的移動(dòng)設(shè)備，使其免受源于USB主設(shè)備(host)、墻式適配器、人體及不適配的交流-直流(AC-DC)適配器的電氣浪涌和靜電放電影響，以保護(hù)移動(dòng)設(shè)備。

安森美半導(dǎo)體的NCP362是業(yè)界首款集成過流保護(hù)和ESD保護(hù)的過壓保護(hù)(OVP)的器件。把NCP362置于移動(dòng)設(shè)備的USB連接器之后，可為USB端口提供+20 V的過壓承受能力。NCP362過壓保護(hù)電壓設(shè)定為5.675 V，一旦外部總線電壓超過此保護(hù)電壓，NCP362將在1.5 us內(nèi)關(guān)斷內(nèi)部MOSFET，使VBUS鏈路開路。如果某些特定應(yīng)用需要不同的過壓保護(hù)電壓，還能采用金屬調(diào)整(Metal Tweak)來改變OVP電壓，滿足客戶的不同要求。此外NCP362還提供過流保護(hù)，如果總線電流超過750 mA就使內(nèi)部MOSFET開路。

NCP362器件的OVP和OCP響應(yīng)速度都非?？欤湫完P(guān)斷時(shí)間為0.7 us，最大1.5 us，可為系統(tǒng)提供高效的保護(hù)。此外它集成了高速ESD保護(hù)二極管用于數(shù)據(jù)線路(D+和D-)保護(hù)，并集成了TVS用于USB端口的VBUS引腳保護(hù)，可承受IEC 61000-4-2 第4級 ±15 kV空氣放電及±8 kV接觸放電測試。

總結(jié)：

手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備會(huì)采用墻式適配器、修配用適配器或USB適配器來充電，并可能需要為其外部附件供電。設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合不同的應(yīng)用要求來設(shè)計(jì)充電/供電保護(hù)方案。安森美半導(dǎo)體身為全球領(lǐng)先的高性能、高能效半導(dǎo)體方案供應(yīng)商，提供豐富的過壓保護(hù)器件，在OVP的基礎(chǔ)上結(jié)合不同保護(hù)特性，滿足設(shè)計(jì)人員的不同應(yīng)用需求。本文簡要介紹了安森美半導(dǎo)體的過壓保護(hù)方案，并以NCP370和NCP362為例，重點(diǎn)探討它們的特性、優(yōu)勢，特別是如何滿足移動(dòng)設(shè)備充電應(yīng)用的保護(hù)需求，幫助設(shè)計(jì)人員選擇適合的保護(hù)器件。安森美半導(dǎo)體還為客戶提供完整的技術(shù)支持和客戶服務(wù)，幫助他們在市場競爭中占據(jù)有利位置。