新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 解析如何保护电源和充电器件的安全

解析如何保护电源和充电器件的安全

作者:时间:2012-08-03来源:网络收藏

在图3的案例2中,输出电容已被移除。这样,当OVP输入端出现快速输入瞬态现象时,旁路元件将保持开路。这时可以在输出端观察到过冲,这个过冲可能会损坏连接至OVP输出端的电子元。为了解决这个问题,必须在输出引脚上连接一个输出电容,并尽量靠近OVP摆放。

由于源极和漏极之间存在PMOS寄生电容,在输入脉冲期间正电压电平将被传递,从而在PMOS驱动器唤醒期间维持一个比门电位更低的电压(电容填充)。1个1μF的陶瓷电容足以解决这个问题。见图3中的案例1。

另一个要点是过压阀值的定义。过压锁定(OVLO)和欠压锁定(UVLO)阀值由发生欠压或过压事件时切断旁路元件的内部电容所确定。OVLO电平必须高于Vbus最大工作输出电压(5.25V)加上比较器的滞后电压。同样,UVLO参数的最大值必须低于系统中第一个元件的最大额定电压。通常OVLO的中心位于5.675V,能够有效下游系统,使其承受6V的电压,而Vusb纹波电压可达5.25V。此前的文章(参考资料1)中提供了更详细的资料,也提供了与墙适配器兼容的OVLO和UVLO参数值。

在设计OVP部分时,鉴于驱动关键电流的内部MOSFET的原因,不应忽视散热问题。大家已经明白为什么建议这类使用PMOS(低电流消耗),而且由于PFet比NFet拥有更高的导通阻抗(Rdson),必须优化热传递,以避免热能损坏。根据应用所需的功率,建议采用具有裸露焊盘的封装(如NCP360 μDFN)。器件数据手册中提供了RθJA图表,也可以联系安森美半导体销售代表了解进一步信息。

几种不同的等级

正如“电气特性和防护措施”小节所述那样,浪涌电流是造成器件电气损坏的根源之一,需要采用OVP器件来克服这一问题。为了避免任何类型的浪涌行为,OVP器件中通常都包含了软启动顺序。这个特殊顺序贯穿于PFet门的逐渐上升过程中,见图4。

克服浪涌的OVP器件的软启动过程。

图 4:克服浪涌的OVP器件的软启动过程。

即便出现Vusb或墙适配器快速输出上升(热插),在器件的Vout端也观察不到电压尖峰,这得益于4ms的软启动控制。这种保护的最关键特性是能以最快速度检测到任何过压情况,然后将内部FET开路。

OVP器件的关闭时间从突破OVLO阀值开始算到Vout引脚下降为止。NCP360尽管消耗电流极低,但具有极快的关闭时间。

典型值700ns/最大值1.5μs的关闭时间使得该器件成为当今市场上一流的器件,如图5所示。

NCP360具有极快的关闭时间。

图5:NCP360具有极快的关闭时间。

为了提供更高的保护等级,这些器件中可以加入过流保护(OCP)特性。通过提供这种额外的功能模块,电流或设备的负载电流不会超过内部编程好的限定值。为了符合USB规范,而瞬态电流又可能高达550mA,因此电流极限必须高于这个值。这个功能集成在更先进的型号NCP361之中。这两款产品都提供热保护功能。

解决方案

考虑到USB广泛应用于两个器件之间的通信,而且从现在起,还要为锂离子电池,平台制造商都会在设计中集成USB连接器。安森美半导体公司提供的NCP360和NCP361能够同时提高电子IC和最终用户的性。这些完全集成的解决方案符合USB1.0和2.0版规范,电流消耗非常低,而且具有实际市场上最快的关闭时间性能。

为了覆盖满足中国新标准的大多数应用要求,安森美半导体公司提供了多种不同的OVLO型号。其OVP或OVP+OCP版本可以提供μDFN和TSOP5两种不同封装,后者在解决方案成本和热性能方面具有折衷性能。


上一页 1 2 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭