电路中的过压(OVP)过流(OCP)保护电路
我们在学习电路设计的过程中,总会发现电路在过压或者过流时遭到不可逆的损坏, 下面分享几例过压过流保护电路, 希望对朋友们有所帮助, 个人能力有限, 如有不当之处还请多多指教:
例 1:OVP(过压保护)
1).当VCC_IN小于28V时,稳压管D1不会导通,所以Q1就相当于通过R1和R4拉到VCC_IN,则Q1截止(Q1是PNP管)。Q1截止就相当于个开路,可以拿掉,相当于右边image 2电路, 这样Q2就会导通,VCC_OUT就会有输出。
2).当VCC_IN超过28V时,稳压管D1导通,并使稳压管阴极电压维持在28V,这样Q1的BE极间电压就不为0,三极管开始导通,从而使Q2的门极电压等于源极电压,使其关断,即:VCC_OUT没有输出;
3).图中VD2是为了保护三极管Q1的BE极电压不要超过范围,稳压管的稳压值不高于三极
管BE极间电压所能承受的范围。
例 2:OCP(过流保护)
此过电流保护电路由三极管 BG2 和分压电阻 R4 、 R5 组成.电路正常工作时,通过 R4 与 R5 的分压作用,使得 BG2 的基极电位比发射极电位低,发射结承受反向电压.于是 BG2 处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响.当电路短路时,输出电压为零, BG2 的发射极相当于接地,则 BG2处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管 BG1 基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保护目的.
例 3:OCP & OVP(过流过压保护)
1).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).Input det:MicroUSB插入时,用两个电阻分压检测输入电压;
3).OVP: 当输入电压小于5.6V时,稳压管阴极维持5.6V,MCU采集VCHGAUX,给NPNCNTL给high,Q1导通,VCHG输出;当输入大于5.6V,MCU采集VCHGAUX,给NPNCNTL给low,Q3截止,VCHG无输出。
例 4:OCP & OVP(过流过压保护)
1).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)。
3).Input det:MicroUSB插入时,用两个电阻分压检测输入电压。
矽睿半导体发布SWF4013系列过压过流保护 IC,集成多种保护功能
随着科技水平的飞速发展,电子设备在人们的生活中愈发普及,使用率也越来越高,而高频次的使用对电子产品的使用安全有了更高的要求。锂电池作为众多品类的电子设备首选供电装置,若使用不当出现过充、过放、电流异常等情况,势必会产生严重安全隐患,因此大部分电子设备都会在内部搭载过压过流保护芯片,保证设备锂电池的充放电安全。
近日我爱音频网了解到,矽睿半导体发布了全新的矽睿半导体SWF4013A、SWF4013B过压/过流保护 IC,芯片均内置了高耐压功率 MOSFET,对输入电压和输出电流以及后级的电池电压进行持续监测,当芯片监测到输入电压或输出电 流或电池电压超过预设阈值时,通过关断功率 MOS 管来切断电压和电流通路,从而实现对后级器件的保护,此外芯片还具有过温保护和欠压保护等功能。
SWF4013A过压/过流保护 IC
矽睿半导体SWF4013A过压/过流保护 IC的输入电压最高可达30V,过压保护典型值5.95V,过流保护为1.6A,拥有极高精度的预设阈值,并采用了SOT-23封装,可广泛应用于便携式电子设备、智能手机、数码相机等设备。
从上图可看出,SWF4013A输入电压范围在3.3V-30V之间,并且支持最高145°C的过温保护,过温保护恢复温度为125°C,过温/短路保护后功耗仅为90mA,功耗较低。
还支持5.6-6.3V的输入电压过压保护,过流检测延时仅为200us,过流保护释放延时也仅为65
输入电压过压保护方面,SWF4013A监测到电源电压大于5.95V(典型值)时,系统会将内置功率MOS管关闭,并保持对输入电压的监测,当电源电压小于5.95V后,系统还会再监测8ms,在8ms中电源电压若仍然在5.95V以下,输出信号才会将功率MOS管导通,该功能不但排除了毛刺电流的影响,还能够避免大电流对后级器件产生损害。
而在输出电流过流保护上,SWF4013A监测到输出电流大于过流阈值 1.6A 时,同样会等待200us,在时间内若输出电流始终大于1.6A,系统将会输出信号来关闭功率MOS管,并继续监测60ms,在这段时间内输出电流趋于正常,此时才会发出输出信号来导通功率MOS管,如果负载长时间处理过流状态,芯片进入开启和关断循环的打嗝状态(即根据系统判断是否处于过流状态来反复开启和关断的循环)
SWF4013B过压/过流保护 IC
矽睿半导体SWF4013B过压/过流保护 IC作为SWF4013系列芯片的另一款,增加了短路保护功能,还拥有更高的输入电压与过压保护典型值,输入电压最高可达40V,过压保护典型值为6.0V;并且支持650mA的最大工作电流,过流保护为1.3A,与SWF4013A一致,采用了 SOT-23 封装,可广泛应用于便携式电子设备、智能手机、数码相机等设备。
SWF4013B的电器特性与应用电路示例,可看出SWF4013B支持4.3-40V的输入电压范围,上电启动延时仅为11ms;支持过温保护,过温保护温度140°C,过温保护恢复温度为120°C,过温/短路保护后功耗为90mA。
同时还支持5.75-6.35V的输入电压过压保护,电压将为5.7V时将恢复过压保护,过压保护延时仅为20ns;支持1.3A的过流保护,过流监测延时仅为250us,过流保护释放延时为70ms。
输入电压过压保护方面,SWF4013B监测到电源电压大于6.0V(典型值)时,系统会将内置功率MOS管关闭进入过压保护状态,并保持对输入电压的监测,当电源电压小于恢复阀门值5.7V后,系统还会再监测11ms,在11ms中电源电压若仍然在5.7V以下,输出信号才会将功率MOS管导通,该功能不但排除了毛刺电流的影响,还能够避免大电流对后级器件产生损害。
而在输出电流过流保护与短路保护上上,SWF4013B监测到输出电流大于过流阈值 1.3A或负载短路时,将等待250us,在时间内若输出电流始终大于1.3A或处于短路状态,系统将会输出信号来关闭功率MOS管来进入过流或短路保护状态,并继续监测70ms,在这段时间内输出电流趋于正常,此时才会发出输出信号来导通功率MOS管,将芯片的保护状态恢复为正常工作状态。如果负载长时间处理过流状态或断路状态,芯片同样进入开启和关断循环的打嗝状态(即根据系统判断是否处于过流状态来反复开启和关断的循环)
我爱音频网总结
矽睿半导体推出全新的SWF4013系列过压/过流保护IC,可通过监测输入电压、输出电流、来控制内置功率 MOS 管的开关,从而对后级器件进行保护。当监测到输入电压超过预设阈值时,芯片马上将功率 MOS 管关闭,避免瞬间高压通过。
当监测到输出电流超过预设阈值时,为了排除毛刺电流的影响, 芯片首先会等待一段固定的时间,在这段时间后,如果输出电流一直保持在预设阈值电流以上,那 么就会将内置功率 MOS 管关闭,避免大电流对后级器件产生损害。此外芯片还具备过温保护、欠压保护等功能。 输入电压过压保
矽睿半导体过压过流保护芯片系列一览。
矽睿半导体有限公司(SiliconWisdom)创建于2010年,于公司2015年开始涉足模拟集成电路研发,在电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计等方面积累了众多的核心技术。除了锂电保护系列,矽睿半导体还为蓝牙耳机等产品提供充放电管理、过压过流保护、连接感应、触控控制等器件。
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