基于AW329XX系列OVP的應用設計方案

在消費類電子和家電市場，以往的電子產品的功率較低，常見的功率為2.5W（5V/500mA）和5W（5V/1A）。隨著近些年電子產品充電功率日益增大，已經出現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，經常會產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：輸入電壓Vin、開關連續電流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。

開關連續電流Isw 供電電流不能超過OVP芯片的最大連續輸出電流。

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芯片會產生一定的壓降（I*Ron），并且會伴隨有功率損耗，即產生發熱。

快速關斷時間toff 當OVP芯片發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、過壓保護電壓可調等功能。

主要特性

輸入電壓范圍Vin：3V-28V

開關連續電流Isw：5A

過壓保護電壓Vovlo：默認為6.8V，可調范圍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，輸入電壓上升到UVLO（輸入欠壓鎖定，典型值2.9V）和OVP觸發電壓Vovlo之間：

（1）經過去抖時間tDEB+開關時間tON后，內部MOS會完全打開，OUT端電壓會達到穩定值

（2）當輸入電壓超過UVLO，并且持續時間達到tSTART后，ACOK信號會拉低，通知主控輸入電壓在正常范圍內

階段2

EN保持低有效狀態，當輸入電壓超過過壓保護電壓Vovlo后，會觸發OVP芯片保護機制：

（1）內部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芯片發生了過壓保護

階段3

EN保持低有效狀態，當輸入電壓回落到過壓保護電壓Vovlo以下：

（1）經過去抖時間tDEB+開關時間tON后，內部MOS會完全打開，OUT端電壓會重新達到穩定值

（2）在輸入電壓小于過壓保護電壓，并持續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

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可以根據設計進行調整，具體公式VIN_OVLO=（（R1+R2）/R2）*1.2V

圖4

艾為OVP芯片

目前艾為OVP的特色產品AW32915A可以滿足常規的應用。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