配合移動(dòng)設備不同充電應用的全面保護方案

安森美半導體的NCP370是實(shí)現上述保護方案設想的業(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(guò)壓保護和低至-28 V的負向過(guò)壓保護，顯著(zhù)改善便攜設備的前端保護能力。同時(shí)NCP370還內置過(guò)壓鎖定(OVLO)電路，在過(guò)壓條件下，只要輸入電壓超過(guò)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(gè)背靠背(back-to-back)的NMOS?？刂频?個(gè)NMOS的門(mén)極，可以消除直接充電通道的浪涌電流和正向過(guò)壓。

圖3：安森美半導體NCP370的典型應用電路圖。
在反向供電通道保護方面，兩個(gè)NMOS構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)設備的外部附件出現直接短路，可能瞬時(shí)出現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(guò)流，而過(guò)流保護值為1.75 A（典型值），過(guò)流保護的限流設定還可通過(guò)外部電阻來(lái)調節。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想保護解決方案的全部特征。對于設計人員而言，這器件的一項突出優(yōu)勢就是提供反向過(guò)流保護且過(guò)流保護閾值可通過(guò)改變電路參數來(lái)調整，使用起來(lái)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(shí)的電池放電，從而延長(cháng)電池使用時(shí)間。此外，NCP370還提供熱保護，出現內部過(guò)熱時(shí)，集成的熱保護功能會(huì )關(guān)閉內部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測試規范中第4級±15 kV空氣放電及±8 kV接觸放電。

NCP362為移動(dòng)設備USB 2.0應用提供OVP、OCP、和ESD保護

除了NCP370這樣的新器件，迄今為止，設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(lái)保護易受損害的移動(dòng)設備，使其免受源于USB主設備(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(dòng)設備。

安森美半導體的NCP362是業(yè)界首款集成過(guò)流保護和ESD保護的過(guò)壓保護(OVP)的器件。把NCP362置于移動(dòng)設備的USB連接器之后，可為USB端口提供+20 V的過(guò)壓承受能力。NCP362過(guò)壓保護電壓設定為5.675 V，一旦外部總線(xiàn)電壓超過(guò)此保護電壓，NCP362將在1.5 us內關(guān)斷內部MOSFET，使VBUS鏈路開(kāi)路。如果某些特定應用需要不同的過(guò)壓保護電壓，還能采用金屬調整(Metal Tweak)來(lái)改變OVP電壓，滿(mǎn)足客戶(hù)的不同要求。此外NCP362還提供過(guò)流保護，如果總線(xiàn)電流超過(guò)750 mA就使內部MOSFET開(kāi)路。

NCP362器件的OVP和OCP響應速度都非?？?，典型關(guān)斷時(shí)間為0.7 us，最大1.5 us，可為系統提供高效的保護。此外它集成了高速ESD保護二極管用于數據線(xiàn)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：

手機、數碼相機等移動(dòng)設備會(huì )采用墻式適配器、修配用適配器或USB適配器來(lái)充電，并可能需要為其外部附件供電。設計人員需要結合不同的應用要求來(lái)設計充電/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商，提供豐富的過(guò)壓保護器件，在OVP的基礎上結合不同保護特性，滿(mǎn)足設計人員的不同應用需求。本文簡(jiǎn)要介紹了安森美半導體的過(guò)壓保護方案，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(mǎn)足移動(dòng)設備充電應用的保護需求，幫助設計人員選擇適合的保護器件。安森美半導體還為客戶(hù)提供完整的技術(shù)支持和客戶(hù)服務(wù)，幫助他們在市場(chǎng)競爭中占據有利位置。