配合移動設(shè)備不同充電應(yīng)用的全面保護方案

安森美半導體的NCP370是實現(xiàn)上述保護方案設(shè)想的業(yè)界首款集成型雙向保護器件,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方面，新的NCP370提供高達+28 V的正向過壓保護和低至-28 V的負向過壓保護，顯著改善便攜設(shè)備的前端保護能力。同時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，輸出就會被關(guān)閉。NCP370集成了兩顆典型值為130 mΩ的低導通阻抗(Ron)的N溝道MOSFET(即NMOS)，支持高達1.3 A的大充電電流。而從圖2中可以看出，NCP370采用了兩個背靠背(back-to-back)的NMOS?？刂频?個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：安森美半導體NCP370的典型應(yīng)用電路圖。
在反向供電通道保護方面，兩個NMOS構(gòu)成的背靠背方案能夠在輸入電壓低于電池電壓時避免電池放電。如果移動設(shè)備的外部附件出現(xiàn)直接短路，可能瞬時出現(xiàn)源自電池的極高電流。NCP370中，與第1個NMOS背靠背的第2個NMOS控制反向通道浪涌電流及過流，而過流保護值為1.75 A（典型值），過流保護的限流設(shè)定還可通過外部電阻來調(diào)節(jié)。此外，NCP370集成的NMOS的導通阻抗極低，使由于導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，安森美半導體的NCP370雙向(直接充電保護+反向供電保護)保護器件提供上述設(shè)想保護解決方案的全部特征。對于設(shè)計人員而言，這器件的一項突出優(yōu)勢就是提供反向過流保護且過流保護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的極低待機電流，可以避免在拔出墻式適配器或手機關(guān)機時的電池放電，從而延長電池使用時間。此外，NCP370還提供熱保護，出現(xiàn)內(nèi)部過熱時，集成的熱保護功能會關(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為移動設(shè)備USB 2.0應(yīng)用提供OVP、OCP、和ESD保護

除了NCP370這樣的新器件，迄今為止，設(shè)計人員仍需要采用獨立的OVP、OCP、瞬態(tài)電壓抑制器件(TVS)等元件來保護易受損害的移動設(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，以保護移動設(shè)備。

安森美半導體的NCP362是業(yè)界首款集成過流保護和ESD保護的過壓保護(OVP)的器件。把NCP362置于移動設(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過壓保護電壓設(shè)定為5.675 V，一旦外部總線電壓超過此保護電壓，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，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)斷時間為0.7 us，最大1.5 us，可為系統(tǒng)提供高效的保護。此外它集成了高速ESD保護二極管用于數(shù)據(jù)線路(D+和D-)保護，并集成了TVS用于USB端口的VBUS引腳保護，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、數(shù)碼相機等移動設(shè)備會采用墻式適配器、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)計人員需要結(jié)合不同的應(yīng)用要求來設(shè)計充電/供電保護方案。安森美半導體身為全球領(lǐng)先的高性能、高能效半導體方案供應(yīng)商，提供豐富的過壓保護器件，在OVP的基礎(chǔ)上結(jié)合不同保護特性，滿足設(shè)計人員的不同應(yīng)用需求。本文簡要介紹了安森美半導體的過壓保護方案，并以NCP370和NCP362為例，重點探討它們的特性、優(yōu)勢，特別是如何滿足移動設(shè)備充電應(yīng)用的保護需求，幫助設(shè)計人員選擇適合的保護器件。安森美半導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。