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

1、配合移動(dòng)設(shè)備不同充電應(yīng)用的全面保護(hù)方案采納電池供電的移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手持全球衛(wèi)星定位()系統(tǒng)等，在日常的充電/供電應(yīng)用中，它們的電池都瀕臨著正向/負(fù)向過(guò)壓、過(guò)流等眾多風(fēng)險(xiǎn)，故需要平安且小巧的電池充電管理，以盡可能的使電池的可用時(shí)光較長(zhǎng)、可用較高、充電時(shí)光較短及電池生命周期時(shí)光較長(zhǎng)等。我們把一般墻式適配器或充電適配器到移動(dòng)設(shè)備電池的通道稱為挺直充電通道，而把移動(dòng)設(shè)備電池到外部附件(如調(diào)頻、負(fù)載揚(yáng)聲器和閃光模塊)的通道稱為反向供電/充電通道(參見(jiàn)圖1移動(dòng)設(shè)備的挺直充電通道和反向供電/充電通道暗示圖)。安森美身為全球率先的高能效、高性能半導(dǎo)體計(jì)劃供給商，針對(duì)移動(dòng)設(shè)備不同的充電應(yīng)用提供結(jié)合不

2、同特性的過(guò)壓庇護(hù)計(jì)劃, 包括符合yd/t1591 手機(jī)充電器及接口標(biāo)準(zhǔn)，具有低導(dǎo)通阻抗，符合usb1.1/2.0消耗要求，具有快關(guān)閉時(shí)光，支持軟啟動(dòng)，并為客戶提供完整的技術(shù)支持。例如，在針對(duì)電壓/電流可達(dá)30 v/1a2 a的墻式適配器充電庇護(hù)方面，安森美半導(dǎo)體的正向過(guò)壓庇護(hù)(ovp)器件包括ncp345/ncp346(僅驅(qū)動(dòng)器)、ncp347/ncp348(集成n溝道)，以及正在提供樣品的集成nmos、采納wdfn 1.6×2 mm/1.6×1.8 mm微小封裝的ncp349等等。其中ncp347/ncp348提供市場(chǎng)上最低的導(dǎo)通阻抗(典型值65 m)，具有極短的關(guān)閉時(shí)光

3、(典型值1.5 us)，能處理高達(dá)2 a的充電電流，欠壓鎖定(uvlo)和過(guò)壓鎖定（ovlo）電壓能藉金屬調(diào)節(jié)（metal tweak）在2.5 v至7 v范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變，為移動(dòng)設(shè)備提供強(qiáng)大的正向過(guò)壓庇護(hù)功能。此外，安森美半導(dǎo)體還為墻式適配器充電庇護(hù)提供結(jié)合ovp與過(guò)流庇護(hù)(ocp)的器件，如ncp370(正/負(fù)向ovp及反向ocp)，以及正在提供樣品的ncp366(集成pmos)和ncp367(集成pmos和vbat引腳)等。而在針對(duì)usb適配器的充電庇護(hù)方面，安森美半導(dǎo)體集成pmos的ncp360提供正向過(guò)壓庇護(hù)功能，集成pmos的ncp361提供正向過(guò)壓庇護(hù)及過(guò)流庇護(hù)功能；此外，結(jié)合ovp、

4、ocp和靜電放電(esd)庇護(hù)的ncp362也正在提供樣品。下文我們將以ncp370和ncp362為例，探討這些器件如何為移動(dòng)設(shè)備充電應(yīng)用提供牢靠的庇護(hù)計(jì)劃。一、ncp370為移動(dòng)設(shè)備電池充電/供電通道提供雙向庇護(hù)移動(dòng)設(shè)備的挺直充電通道瀕臨著浪涌電流效應(yīng)和正/負(fù)向過(guò)壓等風(fēng)險(xiǎn)。適配器熱插入的眨眼，因?yàn)榫€纜的寄生和輸入的緣故，危急的高壓振鈴可能會(huì)傷害移動(dòng)設(shè)備中敏感的(ic)。在這方面，設(shè)想的移動(dòng)設(shè)備庇護(hù)計(jì)劃應(yīng)可通過(guò)控制庇護(hù)計(jì)劃內(nèi)的mosfet的導(dǎo)通，使移動(dòng)設(shè)備輸入電流和輸入電壓不超過(guò)ic所能承受的電壓值，從而庇護(hù)移動(dòng)設(shè)備免于源自各種應(yīng)用環(huán)境下可能存在的過(guò)壓故障的傷害，如由適配器內(nèi)部故障產(chǎn)生的正向過(guò)

5、壓、適配器插反產(chǎn)生的負(fù)向過(guò)壓等。而在反向供電/充電通道方面，設(shè)想庇護(hù)計(jì)劃也必需解決電池放電/反向放電過(guò)流、反向浪涌電流、反向挺直短路和反向通道電壓跌落等問(wèn)題。圖2：安森美半導(dǎo)體的正/負(fù)向ovp和反向ocp器件ncp370的功能模塊圖安森美半導(dǎo)體的ncp370是實(shí)現(xiàn)上述庇護(hù)計(jì)劃設(shè)想的業(yè)界首款集成型雙向庇護(hù)器件,其功能模塊圖2所示。其中，在針對(duì)挺直充電通道的庇護(hù)方面，新的ncp370提供高達(dá)+28 v的正向過(guò)壓庇護(hù)和低至-28 v的負(fù)向過(guò)壓庇護(hù)，顯著充實(shí)便攜設(shè)備的前端庇護(hù)能力。同時(shí)ncp370還內(nèi)置過(guò)壓鎖定(ovlo)，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

6、兩顆典型值為130 m的低導(dǎo)通阻抗(ron)的n溝道m(xù)osfet(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采納了兩個(gè)背靠背(back-to-back)的nmos?？刂频?個(gè)nmos的門極，可以消退挺直充電通道的浪涌電流和正向過(guò)壓。圖3：安森美半導(dǎo)體ncp370的典型應(yīng)用在反向供電通道庇護(hù)方面，兩個(gè)nmos構(gòu)成的背靠背計(jì)劃能夠在輸入電壓低于電池電壓時(shí)避開(kāi)電池放電。假如移動(dòng)設(shè)備的外部附件浮現(xiàn)挺直短路，可能瞬時(shí)浮現(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(guò)流，而過(guò)流庇護(hù)值為1.75 a（典型值），過(guò)流庇護(hù)的

7、限流設(shè)定還可通過(guò)外部來(lái)調(diào)整。此外，ncp370集成的nmos的導(dǎo)通阻抗極低，使因?yàn)閷?dǎo)通阻抗引起的電壓跌落極低，削減額外損耗，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(挺直充電庇護(hù)+反向供電庇護(hù))庇護(hù)器件提供上述設(shè)想庇護(hù)解決計(jì)劃的所有特征。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，這器件的一項(xiàng)突出優(yōu)勢(shì)就是提供反向過(guò)流庇護(hù)且過(guò)流庇護(hù)閾值可通過(guò)轉(zhuǎn)變電路參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)，用法起來(lái)十分便利。此器件具有低于1 a的極低待機(jī)電流，可以避開(kāi)在拔出墻式適配器或手機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)的電池放電，從而延伸電池用法時(shí)光。此外，ncp370還提供熱庇護(hù)，浮現(xiàn)內(nèi)部過(guò)熱時(shí)，集成的熱庇護(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

8、逼近輸入引腳放置1個(gè)1 f電容的配置下，ncp370可反抗iec61000-4-2 esd測(cè)試規(guī)范中第4級(jí)±15 kv空氣放電及±8 kv接觸放電。二、ncp362為移動(dòng)設(shè)備usb 2.0應(yīng)用提供ovp、ocp、和esd庇護(hù)除了ncp370這樣的新器件，迄今為止，設(shè)計(jì)人員仍需要采納自立的ovp、ocp、瞬態(tài)電壓抑制器件(tvs)等元件來(lái)庇護(hù)易受傷害的移動(dòng)設(shè)備，使其免受源于usb主設(shè)備(host)、墻式適配器、人體及不適配的溝通-直流(ac-dc)適配器的電氣浪涌和靜電放電影響，以庇護(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(guò)流庇護(hù)和esd庇護(hù)的過(guò)壓庇護(hù)(ovp)的

9、器件。把ncp362置于移動(dòng)設(shè)備的usb之后，可為usb端口提供+20 v的過(guò)壓承受能力。ncp362過(guò)壓庇護(hù)電壓設(shè)定為5.675 v，一旦外部電壓超過(guò)此庇護(hù)電壓，ncp362將在1.5 us內(nèi)關(guān)斷內(nèi)部mosfet，使vbus鏈路開(kāi)路。假如某些特定應(yīng)用需要不同的過(guò)壓庇護(hù)電壓，還能采納金屬調(diào)節(jié)(metal tweak)來(lái)轉(zhuǎn)變ovp電壓，滿足客戶的不同要求。此外ncp362還提供過(guò)流庇護(hù)，假如總線電流超過(guò)750 ma就使內(nèi)部mosfet開(kāi)路。ncp362器件的ovp和ocp響應(yīng)速度都十分快，典型關(guān)斷時(shí)光為0.7 us，最大1.5 us，可為系統(tǒng)提供高效的庇護(hù)。此外它集成了高速esd庇護(hù)用于數(shù)據(jù)線路(d+和d-)庇護(hù)，并集成了tvs用于usb端口的vbus引腳庇護(hù)，可承受iec 61000-4-2 第4級(jí) ±15 kv空氣放電及±8 kv接觸放電測(cè)試。三、總結(jié)手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備會(huì)采納墻式適配器、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(shè)計(jì)人員需要結(jié)合不同的應(yīng)用要求來(lái)設(shè)計(jì)充電/供電庇護(hù)計(jì)劃。安森美半導(dǎo)體身為全球率先的高性能、高能效半導(dǎo)體計(jì)劃供給商，提供豐盛的過(guò)壓庇護(hù)器件，在ovp的基礎(chǔ)上結(jié)合不同庇護(hù)特性，滿足