接口防护指南——其他¶
非常喜欢ADI的文章^1,由于负载存在各种情况,产生了不同的电压/电流变化。如下图所示。
为了进行防护,除了浪涌,还有过压、欠压、过流、反向保护。分立或部分IC实现方案需要许多外部元件,如下图所示^2。
上图前面为过压和欠压,然后是过流,最后是短路保护。
以下电路同上有过流、过压保护功能^3。
OCP: F1为PTC(正温度热敏电阻),当电流大时阻值会变大,确保流过的电流维持一定值;
2).OVP: 当输入电压小于8.2V时,稳压管D5不导通,R44和R81相当于接地,Q21截止,Q22的基极相当于通过R82接于high,Q22导通,Q7(PMOS)导通,有输出;当输入大于8.2V时,稳压管D5相当于导通,Q21的BE极间电压就不为0,则Q21导通,Q22…截止,此时,Q7(PMOS)的栅漏极间电压相等,Q7截止,无输出(即过压保护)。
Input det:MicroUSB插入时,用两个电阻分压检测输入电压。
OVP¶
一般经过前级的TVS管防护后,仍然会有残余电压,参与电压过大会损坏后级的电路,而且只能防护浪涌。通过TVS管吸收大功率的浪涌后,需要继续通过OVP进行保护,防止后级电压过高。OVP和TVS的对比差异:
TVS | OVP | |
---|---|---|
响应时间 | 快 | 慢 |
钳位电压 | 低 | 高 |
瞬态电压 | 高 | 低 |
直流耐压 | 低 | 高 |
保护方式 | 钳位 | MOS通断 |
成本 | 低 | 高 |
OVP关注的重点特性有:
响应时间
触发电压
直流耐压
钳位电压
Rds
这是SGM40653 OVP芯片的内部框图。
这种方案目前一般是在中高端使Chargepump的手机上,因为使用的Chargepup芯片集成OVP Driver脚,只需要外部使用一个NMOS,就能实现OVP功能,简单的工作原理说明:Chargepump芯片具有电压检测功能,检测到充电电压超过OVP门限时,通过OVP Driver脚控制外部的MOS管,关断MOS管实现输入和输出的隔离,进而实现OVP功能^6。
防反¶
常用的防反电路有:二极管、桥式整流电路、MOS管电路。
二极管和MOS管的防反电路优缺点如下图所示^4。