Onsemi NCP360/NCV360：USB正过压保护控制器的卓越之选

在电子设备的设计中，过压保护是至关重要的环节，它能确保设备在复杂的电源环境下稳定运行。Onsemi推出的NCP360和NCV360 USB正过压保护控制器，凭借其出色的性能和丰富的特性，成为众多电子工程师的理想选择。

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产品概述

NCP360在检测到输入的VBUS工作条件异常时，会断开其输出端的系统连接，能为系统提供高达 +20 V的正过压保护。该控制器集成了PMOS FET，无需外部设备，有效降低了系统成本和应用板的PCB面积。当输入电压超过过压阈值（OVLO）时，NCP360能够瞬间断开输出与输入的连接，并通过负向标志（FLAG）输出，提醒系统发生故障。此外，在使用1F或更大电容旁路时，该设备的输入具有15 kV空气ESD保护。

产品特性

高性能保护

• 快速保护：具备非常快速的保护功能，可承受高达20 V的电压，电流消耗为25 A，能在瞬间应对过压情况，保障设备安全。
• 集成PMOS晶体管：片上集成PMOS晶体管，减少了外部元件的使用，简化了电路设计，同时降低了成本和PCB面积。

  多重保护机制

• 过压锁定（OVLO）：当输入电压超过OVLO阈值时，输出将与输入断开，有效防止过压对设备造成损坏。
• 欠压锁定（UVLO）：确保在输入电压过低时，输出与输入断开，避免设备在异常电压下工作。
• 热关断：当设备温度过高时，会自动触发热关断功能，保护设备免受过热损坏。

  状态指示与控制

• 警报FLAG输出：提供FLAG输出，当输入电压超过OVLO阈值时，FLAG引脚变为低电平，方便外部系统检测故障。
• 使能引脚（$overline{EN}$）：通过使能引脚控制设备的开启和关闭，当引脚为高电平时，设备进入关机模式，输出与输入断开。

  静电放电保护

  符合IEC61000 - 4 - 2（4级）标准，空气ESD耐压为15 kV，接触ESD耐压为8 kV，具有良好的静电放电保护能力。

  封装形式多样

  提供6引脚UDFN 2x2 mm和5引脚TSOP 3x3 mm两种封装形式，满足不同应用场景的需求。

应用领域

NCP360和NCV360适用于多种USB设备，如移动电话、外设、个人数字应用和MP3播放器等。其广泛的应用范围得益于其可靠的过压保护性能和灵活的封装形式。

引脚功能

UDFN6封装

引脚编号	引脚名称	类型	描述
1	$overline{EN}$	INPUT	使能引脚，当该引脚连接到高电平时，设备进入关机模式
2	GND		接地
3	IN	INPUT	输入电压引脚，需连接到VBUS，并在该引脚与GND之间连接一个1 μF或更大的低ESR陶瓷电容
4,5	OUT	OUTPUT	输出电压引脚，当输入电压超过OVLO阈值或低于UVLO阈值时，输出与VBUS电源断开，需连接一个1 μF电容
6	FLAG	OUTPUT	故障指示引脚，当输入电压超过OVLO阈值时，该引脚变为低电平，需添加一个外部上拉电阻到$V_{CC}$
PAD1	POWER		用于散热

TSOP - 5封装

引脚编号	引脚名称	类型	描述
1	IN	POWER	输入电压引脚，需连接到VBUS，并在该引脚与GND之间连接一个1 μF或更大的低ESR陶瓷电容
2	GND	POWER	接地
3	$overline{EN}$	INPUT	使能引脚，当该引脚连接到高电平时，设备进入关机模式，输出与输入断开
4	FLAG	OUTPUT	当输入电压超过OVLO阈值时，该引脚变为低电平，需添加一个外部上拉电阻到$V_{CC}$
5	OUT	OUTPUT	输出电压引脚，当输入电压超过OVLO阈值或低于UVLO阈值时，输出与VBUS电源断开，需连接一个1 μF电容

电气特性

在 - 40°C至 + 85°C的工作环境温度范围内，NCP360和NCV360具有以下电气特性：

• 欠压锁定阈值：典型值为1.2 V，具有一定的滞后特性，可提供对瞬态条件的抗干扰能力。
• 过压锁定阈值：根据不同的型号，OVLO阈值有所不同，如常见的有5.43 V、5.675 V、6.5 V等。
• 输出压降：在$V_{in} = 5 V$，充电电流为500 mA时，输出压降最大为200 mV。
• 输出关断电流：无负载时，输出关断电流最大为37 μA。
• FLAG输出低电压：当输入电压超过OVLO阈值，FLAG引脚吸收1 mA电流时，输出低电压有相应的规定值。

典型工作特性

通过一系列的典型工作特性图，我们可以更直观地了解NCP360和NCV360的工作情况，如启动序列、过压检测时的关机、使能引脚控制、FLAG响应等。这些特性图为工程师在实际应用中提供了重要的参考依据。

PCB设计建议

由于NCP360集成了500 mA额定的PMOS FET，为了确保设备能够正常散热，PCB设计需要遵循一定的规则。UDFN封装的PAD1必须连接到接地平面，以增加散热能力。通过增加PCB面积，可以降低封装的热阻$R_{theta JA}$，从而允许更高的充电电流。例如，在305°C/W（无PCB面积）的情况下，允许的直流电流为500 mA；而在260°C/W（200 $mm^2$）的情况下，在85°C的环境温度下，允许的充电直流电流可达625 mA。不过，在实际应用中，建议对最终应用板进行热测量，以确保最终的热阻符合要求。

订购信息

NCP360和NCV360提供多种型号和封装选择，具体的订购信息可参考数据手册第11页的详细内容。需要注意的是，部分型号可能已停产，请参考相关表格获取最新信息。

Onsemi的NCP360和NCV360 USB正过压保护控制器以其卓越的性能、丰富的特性和灵活的设计，为电子工程师在USB设备的过压保护设计中提供了可靠的解决方案。在实际应用中，工程师可以根据具体的需求选择合适的型号和封装，并遵循PCB设计建议，以确保设备的稳定运行。你在使用类似的过压保护控制器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。