满足USB规范的电源开关设计方案

开启，为负载提供电源。

　　图5 启动时功率管电流和负载输出电压

　　表1为限流电路工作时功率管的平均栅电压和平均电流。图6为USB开关启动8ms后负载短路到恢复正常的仿真结果。USB开关在负载正常情况下启动，8ms后负载短路，负载电流过冲到3.1A。当过流保护电路工作后，过流保护电路将电流限制在0.3A，保护了USB端口。16ms后，负载恢复正常，电源开关重新启动。

　　表1 限流时功率管平均栅电压和平均电流

　　图6 USB开关在启动、限流和恢复正常过程中，电荷泵输出电压、负载输出电压和功率管电流的仿真波形

　　6 结论

　　本文设计了一种满足USB规范的电源开关。

　　一种结构简单的自举电荷泵为N型功率管提供栅驱动电压，以降低开关的导通损耗。精确的限流电路针对过载和短路故障，对输入电源提供保护。仿真结果表明，在负载短路瞬间，限流电路能够有效地减小过冲电流，并能把电流限制在0.3A，达到保护USB端口的目的。