在消費(fèi)類電子和家電市場(chǎng)，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(yīng)用在手機(jī)端。在充電器插入終端的瞬間，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很高的尖峰電壓。如果這個(gè)電壓超過(guò)充電路徑上芯片的耐壓值，可能會(huì)直接造成芯片損壞。而OVP芯片的作用就是過(guò)壓保護(hù)，即輸入端電壓值超過(guò)一定值后，芯片的輸出端會(huì)被關(guān)斷，對(duì)后級(jí)電路起到保護(hù)作用。

OVP芯片怎么選？

OVP芯片有這幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：輸入電壓Vin、開關(guān)連續(xù)電流Isw、過(guò)壓保護(hù)電壓Vovlo導(dǎo)通阻抗Ron、快速關(guān)斷時(shí)間toff，以上參數(shù)在選型時(shí)需要特別關(guān)注。

輸入電壓Vin 供電電壓不能超過(guò)OVP芯片的最大輸入電壓。

開關(guān)連續(xù)電流Isw 供電電流不能超過(guò)OVP芯片的最大連續(xù)輸出電流。

過(guò)壓保護(hù)電壓Vovlo Vovlo需要大于后級(jí)芯片工作電壓，并保留余量。

導(dǎo)通阻抗Ron 由于導(dǎo)通電阻的存在，通過(guò)OVP芯片會(huì)產(chǎn)生一定的壓降（I*Ron），并且會(huì)伴隨有功率損耗，即產(chǎn)生發(fā)熱。

快速關(guān)斷時(shí)間toff 當(dāng)OVP芯片發(fā)生過(guò)壓保護(hù)到輸出完全關(guān)斷需要一定的時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間就是OVP的關(guān)斷時(shí)間。toff越短，OVP芯片能夠更好的保護(hù)后級(jí)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(hù)的OVP芯片，具有輸入電壓寬、導(dǎo)通阻抗小、過(guò)壓保護(hù)電壓可調(diào)等功能。

主要特性

輸入電壓范圍Vin：3V-28V

開關(guān)連續(xù)電流Isw：5A

過(guò)壓保護(hù)電壓Vovlo：默認(rèn)為6.8V，可調(diào)范圍4V-24V

導(dǎo)通阻抗Ron：27mΩ

快速關(guān)斷時(shí)間：50ns

下面對(duì)OVP的工作原理做詳細(xì)介紹，圖1為AW32915AFCR的工作時(shí)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(guò)去抖時(shí)間tDEB+開關(guān)時(shí)間tON后，內(nèi)部MOS會(huì)完全打開，OUT端電壓會(huì)達(dá)到穩(wěn)定值

（2）當(dāng)輸入電壓超過(guò)UVLO，并且持續(xù)時(shí)間達(dá)到tSTART后，ACOK信號(hào)會(huì)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(dāng)輸入電壓超過(guò)過(guò)壓保護(hù)電壓Vovlo后，會(huì)觸發(fā)OVP芯片保護(hù)機(jī)制：

（1）內(nèi)部mos管會(huì)在tOFF時(shí)間后關(guān)閉輸出，OUT端電壓會(huì)逐漸下降，保護(hù)后級(jí)電路

（2）同時(shí)ACOK電壓會(huì)拉高，通知主控OVP芯片發(fā)生了過(guò)壓保護(hù)

階段3

EN保持低有效狀態(tài)，當(dāng)輸入電壓回落到過(guò)壓保護(hù)電壓Vovlo以下：

（1）經(jīng)過(guò)去抖時(shí)間tDEB+開關(guān)時(shí)間tON后，內(nèi)部MOS會(huì)完全打開，OUT端電壓會(huì)重新達(dá)到穩(wěn)定值

（2）在輸入電壓小于過(guò)壓保護(hù)電壓，并持續(xù)tSTART時(shí)間，ACOK信號(hào)會(huì)拉低，通知主控輸入電壓恢復(fù)到正常范圍內(nèi)

OVP應(yīng)用

AW329XX是一款OVP芯片，用于保護(hù)設(shè)備免受靜電及浪涌損壞，應(yīng)用在智能手機(jī)、平板等需要充電的場(chǎng)景，手機(jī)端具體應(yīng)用位置如圖3所示。

圖3 AW329XX系列OVP的應(yīng)用設(shè)計(jì)如圖4所示，需要關(guān)注：

（1）如果設(shè)計(jì)有超過(guò)120V的浪涌要求，OVP需要和TVS搭配使用

（2）使用OVP的默認(rèn)閾值時(shí)，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(rèn)閾值，R1和R2可以根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)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(yīng)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(dǎo)通阻抗的要求，可以選擇AW32405CSR。

圖5

圖6

審核編輯：黃飛