【技术帖】OVP的原理和应用概述

2024-01-18

概述

在消费类电子和家电市场，以往的电子产品的功率较低，常见的功率为2.5W（5V/500mA）和5W（5V/1A）。随着近些年电子产品充电功率日益增大，已经出现240W（20V/12A）的充电功率应用在手机端。在充电器插入终端的瞬间，经常会产生一个很高的尖峰电压。如果这个电压超过充电路径上芯片的耐压值，可能会直接造成芯片损坏。而OVP芯片的作用就是过压保护，即输入端电压值超过一定值后，芯片的输出端会被关断，对后级电路起到保护作用。

OVP芯片怎么选？

OVP芯片有这几个关键参数：输入电压Vin、开关连续电流Isw、过压保护电压Vovlo导通阻抗Ron、快速关断时间toff，以上参数在选型时需要特别关注。

输入电压Vin

供电电压不能超过OVP芯片的最大输入电压。

开关连续电流Isw

供电电流不能超过OVP芯片的最大连续输出电流。

过压保护电压Vovlo

Vovlo需要大于后级芯片工作电压，并保留余量。

导通阻抗Ron

由于导通电阻的存在，通过OVP芯片会产生一定的压降（I*Ron），并且会伴随有功率损耗，即产生发热。

快速关断时间toff

当OVP芯片发生过压保护到输出完全关断需要一定的时间差，这个时间就是OVP的关断时间。toff越短，OVP芯片能够更好的保护后级芯片。

OVP芯片工作原理

AW32915AFCR属于j9九游会真人游戏第一品牌OVP AW329XX系列，它是一款自带120V浪涌保护的OVP芯片，具有输入电压宽、导通阻抗小、过压保护电压可调等功能。

主要特性

● 输入电压范围Vin：3V-28V

● 开关连续电流Isw：5A

● 过压保护电压Vovlo：默认为6.8V，可调范围4V-24V

● 导通阻抗Ron：27mΩ

● 快速关断时间：50ns

下面对OVP的工作原理做详细介绍，图1为AW32915AFCR的工作时序图。

图1

阶段1

EN保持低有效状态，输入电压上升到UVLO（输入欠压锁定，典型值2.9V）和OVP触发电压Vovlo之间：

（1）经过去抖时间tDEB+开关时间tON后，内部MOS会完全打开，OUT端电压会达到稳定值

（2）当输入电压超过UVLO，并且持续时间达到tSTART后，ACOK信号会拉低，通知主控输入电压在正常范围内

阶段2

EN保持低有效状态，当输入电压超过过压保护电压Vovlo后，会触发OVP芯片保护机制：

（1）内部mos管会在tOFF时间后关闭输出，OUT端电压会逐渐下降，保护后级电路

（2）同时ACOK电压会拉高，通知主控OVP芯片发生了过压保护

阶段3

EN保持低有效状态，当输入电压回落到过压保护电压Vovlo以下：

（1）经过去抖时间tDEB+开关时间tON后，内部MOS会完全打开，OUT端电压会重新达到稳定值

（2）在输入电压小于过压保护电压，并持续tSTART时间，ACOK信号会拉低，通知主控输入电压恢复到正常范围内

OVP应用

AW329XX是一款OVP芯片，用于保护设备免受静电及浪涌损坏，应用在智能手机、平板等需要充电的场景，手机端具体应用位置如图3所示。

图2 智能手机平板电脑

图3

AW329XX系列OVP的应用设计如图4所示，需要关注：

（1）如果设计有超过120V的浪涌要求，OVP需要和TVS搭配使用

（2）使用OVP的默认阈值时，R1和R2可以去掉，OVP的OVLO引脚可以直接接地

（3）如果不使用OVP的默认阈值，R1和R2可以根据设计进行调整，具体公式VIN_OVLO=（（R1+R2）/R2）*1.2V

图4

j9九游会真人游戏第一品牌OVP芯片

目前j9九游会真人游戏第一品牌OVP的特色产品AW32915A可以满足常规的应用。如果需要OVP芯片有更高的防浪涌要求，可以选择AW32605CSR。如果有低导通阻抗的要求，可以选择AW32405CSR。

图5

图6