在消費類電子和家電市場,以往的電子產(chǎn)品的功率較低,常見的功率為2.5W(5V/500mA)和5W(5V/1A)。隨著近些年電子產(chǎn)品充電功率日益增大,已經(jīng)出現(xiàn)240W(20V/12A)的充電功率應用在手機端。在充電器插入終端的瞬間,經(jīng)常會產(chǎn)生一個很高的尖峰電壓。如果這個電壓超過充電路徑上芯片的耐壓值,可能會直接造成芯片損壞。而OVP芯片的作用就是過壓保護,即輸入端電壓值超過一定值后,芯片的輸出端會被關斷,對后級電路起到保護作用。
OVP芯片怎么選?
OVP芯片有這幾個關鍵參數(shù):輸入電壓Vin、開關連續(xù)電流Isw、過壓保護電壓Vovlo導通阻抗Ron、快速關斷時間toff,以上參數(shù)在選型時需要特別關注。
輸入電壓Vin 供電電壓不能超過OVP芯片的最大輸入電壓。
開關連續(xù)電流Isw 供電電流不能超過OVP芯片的最大連續(xù)輸出電流。
過壓保護電壓Vovlo Vovlo需要大于后級芯片工作電壓,并保留余量。
導通阻抗Ron 由于導通電阻的存在,通過OVP芯片會產(chǎn)生一定的壓降(I*Ron),并且會伴隨有功率損耗,即產(chǎn)生發(fā)熱。
快速關斷時間toff 當OVP芯片發(fā)生過壓保護到輸出完全關斷需要一定的時間差,這個時間就是OVP的關斷時間。toff越短,OVP芯片能夠更好的保護后級芯片。
OVP芯片工作原理
AW32915AFCR屬于艾為OVP AW329XX系列,它是一款自帶120V浪涌保護的OVP芯片,具有輸入電壓寬、導通阻抗小、過壓保護電壓可調(diào)等功能。
主要特性
輸入電壓范圍Vin:3V-28V
開關連續(xù)電流Isw:5A
過壓保護電壓Vovlo:默認為6.8V,可調(diào)范圍4V-24V
導通阻抗Ron:27mΩ
快速關斷時間:50ns
下面對OVP的工作原理做詳細介紹,圖1為AW32915AFCR的工作時序圖。
圖1 階段1
EN保持低有效狀態(tài),輸入電壓上升到UVLO(輸入欠壓鎖定,典型值2.9V)和OVP觸發(fā)電壓Vovlo之間:
(1)經(jīng)過去抖時間tDEB+開關時間tON后,內(nèi)部MOS會完全打開,OUT端電壓會達到穩(wěn)定值
(2)當輸入電壓超過UVLO,并且持續(xù)時間達到tSTART后,ACOK信號會拉低,通知主控輸入電壓在正常范圍內(nèi)
階段2
EN保持低有效狀態(tài),當輸入電壓超過過壓保護電壓Vovlo后,會觸發(fā)OVP芯片保護機制:
(1)內(nèi)部mos管會在tOFF時間后關閉輸出,OUT端電壓會逐漸下降,保護后級電路
(2)同時ACOK電壓會拉高,通知主控OVP芯片發(fā)生了過壓保護
階段3
EN保持低有效狀態(tài),當輸入電壓回落到過壓保護電壓Vovlo以下:
(1)經(jīng)過去抖時間tDEB+開關時間tON后,內(nèi)部MOS會完全打開,OUT端電壓會重新達到穩(wěn)定值
(2)在輸入電壓小于過壓保護電壓,并持續(xù)tSTART時間,ACOK信號會拉低,通知主控輸入電壓恢復到正常范圍內(nèi)
OVP應用
AW329XX是一款OVP芯片,用于保護設備免受靜電及浪涌損壞,應用在智能手機、平板等需要充電的場景,手機端具體應用位置如圖3所示。
圖3 AW329XX系列OVP的應用設計如圖4所示,需要關注:
(1)如果設計有超過120V的浪涌要求,OVP需要和TVS搭配使用
(2)使用OVP的默認閾值時,R1和R2可以去掉,OVP的OVLO引腳可以直接接地
(3)如果不使用OVP的默認閾值,R1和R2可以根據(jù)設計進行調(diào)整,具體公式VIN_OVLO=((R1+R2)/R2)*1.2V
圖4
艾為OVP芯片
目前艾為OVP的特色產(chǎn)品AW32915A可以滿足常規(guī)的應用。如果需要OVP芯片有更高的防浪涌要求,可以選擇AW32605CSR。如果有低導通阻抗的要求,可以選擇AW32405CSR。
圖5
圖6
審核編輯:黃飛
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原文標題:【技術帖】OVP的原理和應用概述
文章出處:【微信號:awinicfamily,微信公眾號:艾為之家】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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