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最近调手持测绘设备的VBUS端口防护,要求过±110V IEC61000-4-5浪涌、支持5A快充,之前用分立OVP+外挂TVS的方案,PCB挤得要死,还出过浪涌测试时TVS钳位不及时烧后级的坑,翻安森美手册挖到这款FPF3380UCX,测完直接改了设计,给大伙唠唠实际用下来的感受。
文件下载:FPF3380UCX-D.PDF
最爽的就是它自带了±110V IEC61000-4-5等级的TVS,不用再单独选TVS、算钳位电压和OVP的匹配度,我之前的分立方案光TVS+分压电阻就占了4mm²的空间,这个芯片本身是WLCSP-12封装,只有1.828mm×1.288mm,加上外围最少只需要2个电容,直接把防护电路面积砍了60%,对便携设备太友好。
集成的N-MOS导通电阻典型值只有15mΩ,我实测5A连续电流输出时,25℃室温下芯片壳温才39℃,跑了72小时满载都没触发过热保护,之前用的25mΩ OVP同工况下都快到60℃了,低内阻带来的低功耗真的省了散热的麻烦。
之前用过百ns级的OVP,28V过压突波进来时后级总能测到几百mV的尖峰,这个40ns的响应速度我实测过:28V的过压输入打进去,后级输出波动不到50mV,完全不会影响后级电路。阈值支持两种配置:默认6.15V(OVLO引脚直接接地就行),也可以外接电阻分压自定义,公式手册给的很清楚:VIN_OVLO = 1.2V × (1+R1/R2),我用默认值直接省了2个分压电阻。
手册要求最少0.1μF,我建议直接上1μF X7R陶瓷电容,IN脚的电容到芯片引脚走线不要超过5mm,我一开始走了10mm的线,浪涌测试时输入端测到了多余的尖峰,改短之后直接过了±110V浪涌。
自定义阈值时分压电阻建议选100k级别的,我一开始图低功耗选了1M+2M的组合,因为OVLO引脚有最大±100nA的漏电流,导致阈值偏差了0.3V,换成100k+220k之后就准了。
5A电流的话输入输出走线至少走20mil以上,我直接铺了铜皮和芯片的IN/OUT引脚连,实测满载时走线温升不到3℃,如果长期跑5A的话建议在芯片底下多铺点散热铜皮,效果更好。
这个引脚是开漏的电源好信号,要接10k上拉电阻到系统电源,我用来给MCU发VBUS就绪信号,上电30ms软启动完成后就会拉低,准确率很高,省了额外的电压检测电路。
我觉得这款特别适合对PCB面积要求高、要过严苛浪涌/ESD认证的便携设备:手机、PDA、手持终端、GPS、移动电源的输入端口防护,BOM成本算下来比我之前的分立方案还便宜3毛钱,还省了至少2天的调试时间,性价比拉满。
你们最近选OVP有没有碰到什么坑?比如浪涌过不了、发热严重、或者阈值不准的?评论区唠唠,我可以给你们出选型建议~
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