限流开关系统的原理及应用领域

随着计算机以及与USB相关便携式设备的发展，USB必将获得更广泛的应用。

由于USB具有即插即用的特点，在负载出现异常的瞬间，电源开关会流过数安培的电流，从而对电路造成损坏。因此USB限流开关不仅需要有电源切换功能，还需要有限流能力，即过流保护功能。

USB限流开关用于USB接口和内部电源的连接，对USB接口接入的设备提供工作电流，并在接入的负载发生过流现象时提供过流保护，使得USB接口能够安全可靠的工作。

USB限流开关IC是电源管理类芯片中保护电路的重要组成部分。它可以保护和防止芯片内部功率器件免受大电流的冲击，加强电路带负载的能力。

限流开关电路集成在芯片内部，免除了额外封装和多个被动组件的需要，提高了成本效益。

1.限流开关系统的原理

图一 原理框架图

当出现过载和短路故障时，负载电流达到数安培，需要精确的限流电路为功率管和输入电源提供保护。对于MOS器件，只有工作在饱和区时的电流容易控制。限流就是通过反馈负载电压，调节电荷泵(Charge-Pump)输出电压来实现的。在负载正常的情况下，由电荷泵产生足够高的栅驱动电压，使功率管工作在深线性区，以降低从输入电源（VIN）到负载电压（VOUT）的导通损耗。

当功率管电流高于限流时，电流检测电路输出高电平给过流保护电路（OverCurrentLimit），过流保护电路通过反馈负载电压给电荷泵，调节电荷泵输出，从而使功率管的工作状态由线性区变为饱和区，限制功率管电流，达到保护功率管的目的。

2.应用领域

USB总线/自供电集成器，USB周边，PC卡热插拔，笔记本电脑，电脑主板，电池供电设备，电池充电器电路，TV板卡。

图二 USB限流开关IC实际应用实物图

3.USB限流开关IC主流产品对比

4.产品说明

从产品对比参数规格。AP1621/RT9711/SY6288电路规格比较相似。产品进行了分档，供客户进行选择。MP5075RDS（ON）最小。封装体积SOT563，电路外围更加的简洁化。产品价格略高。