保护器件之-过压保护OVP芯片

-----本文简介-----

主要内容包括：

• 过压保护芯片OVP基本原理与应用

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----- 正文 -----

一、基本原理

    1. 过压保护芯片应用场景

        前文介绍到了瞬态抑制二极管TVS， 也在文章中介绍到TVS的局限性，点击括号内链接跳转阅读，其他平台请转到公众号阅读（保护器件之-瞬态抑制二极管TVS（前篇）），如下图，5V电源给后级电路供电，假设后级电路最大耐压7V,如果想进行过压保护，若用额定电压5V以上的TVS，其钳位电压会超过10V，起不到过压保护的作用，此时OVP芯片就起到了作用。

    2. OVP芯片基本原理

        如下图是一款OVP芯片的内部框图，基本逻辑是当输入电压过大时，内部逻辑及驱动电路将关断MOS管，此时输入与输出将断开，起到保护作用。

      UVLO（Under Voltage Lock Out），指低电压保护；OVLO（Over Voltage Lock Out），指过压保护OVP，此芯片同时支持低压与过压保护。OTP（Over Temperature Protection），指过温保护；

        过压保护示意图如下：

二、OVP芯片关键参数

    1. 输入电压VIN

        供电电压不能超过输入电压VIN。

    2. 过压保护电压VOVLO

        VOVLO需要大于后级被保护的电压范围并且留有一定裕度。有的OVP是固定电压，而有些是可调的VOVLO。

    3. 导通电阻Ron

        导通电阻Ron是非常关键的参数，因为电流会通过MOS，所以导通电阻就决定了经过MOS后的压降，并且由于有功率损耗，导通电阻也会决定芯片发热量大小。假设导通电阻200mΩ，那么在1A电流下就会有0.2V的压降，在一些设计中这个是很大的压降，因此这个参数一定要注意。

    4.关断时间Toff

        当IC发现过压到关断输出存在一定的时间差，这个时间关断时间，这个时间在几十纳秒级别，时间越短越不容易损坏后级设备。

  

三、OVP芯片应用

    1. 基本参数

        基本参数自不必说，输入电压不能超过额定最高输入电压，同时VOVLO应低于后级电路最高输入电压。

    2. 热设计

        由于有内阻存在，因此需要考虑到热设计因素，需要参数：热阻、导通内阻Ron等，点击括号内链接跳转阅读，其他平台请转到公众号阅读：（IC与器件的热设计)。

    3. TVS

        由于OVP芯片输入电压也有限，为了防止静电等因素导致OVP芯片烧毁，可以在输入端加入一个TVS，此TVS的额定电压（反向截止电压VRWM）应该高于此电路输入电源电压，钳位电压Vclamp应该低于OVP芯片的最高输入电压。

    4. 输入输出电容等

        输入输出电容按照规格书参考设计即可，但要注意的是MLCC电容的特性。可以阅读此前文章：点击括号内链接跳转阅读，其他平台请转到公众号阅读：（1. 陶瓷电容的直流偏压特性 / 2. 陶瓷电容的温度特性)。

    5. 原理图示意

四、扩展

        另外还有内置TVS的OVP芯片，自带ESD功能，同时还有的OVP芯片带EN使能的芯片，可以当作电源开关使用等。其他扩展功能的OVP芯片，可以关注艾为、维安以及ADI等公司获取更多。

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