电源设备保护电路的优化设计

（1）UCC下降到欠电压锁定阈值电压（2.8V）以下；

（2）IN端的输入电压高于过电压阈值（6.85V）；

（3）CNTRL端输入为高电平。

只要在IN 端与UCC端之间接上电阻分压器，即可调节过电压阈值UOV。

2.2 NCP345 型集成过电压保护器的典型应用

目前，许多便携式电子产品都配有AC/DC 电源适配器，将交流电压转换成直流电压，给内部电池进行充电。一旦电源适配器中产生自激振荡等故障而出现过电压现象，就会损坏敏感的电子元器件。此外，倘若用户在充电过程中突然拔掉电池，也会产生幅值较高的瞬态电压，可能使产品毁坏。针对上述问题，可利用NCP345和MOSFET（P通道）构成过电压保护器，电路图如图5 所示。P通道MOSFET起到开关作用，选内部带保护二极管的MGSF3441 型MOSFET作为开关器件。其主要参数如下：漏- 源电压UDS＝20 V，栅-源电压UGS＝8.0V，漏极电流ID＝1A，最大漏极电流IDM＝20 A，最大功耗PDM＝950 mW，通态电阻RDS（ON）＝78 mΩ。二极管D 采用低压降的MBRM120（1A/20 V）型肖特基二极管，当IF＝1 A、TA＝25℃时的导通压降仅为0.34V，它与MOSFET 串联成一体，能防止电池短路。利用NCP345 可监视输入电压，仅在安全条件下才能开启MOSFET。稳压二极管DZ1、DZ2分别并联在输入端和负载端，起到过电压二次保护作用。

3 集成过电流保护器件

USB 是通用串行总线（Universal Serial Bus）的英文缩写。它是针对PC机外设的一种新型接口技术，具有传输速率快（USB 2.0 的传输速
率为480Mbps）、即插即用、热插拔、低成本等特性。USB的电源和信号是通过四芯电缆来传输的。USB 2.0规范的电源指标如表2 所列。由于在USB 设备热插拔时会产生瞬间尖峰电流和浪涌电流，因此需要对USB接口、USB 集线器及计算机外设进行限流保护。

AAT4610A是美国先进模拟科技公司（AATI）于2005 年新推出的一种过电流保护电路，适配带USB 接口的各种计算机外设及便携式系统。其同类产品还有美国Vishay 公司生产的SiP4610A。AAT4610A 的内部电路主要包括欠电压闭锁电路、过热保护电路、比较放大器、P沟道MOSFET（带续流二极管）、1.2V基准电压源和限流保护电路。当欠压锁定阈值电压为1.8 V时，将P 沟道MOSFET关断；当电压恢复正常时自动使P 沟道MOSFET导通。

AAT4610A 的应用非常简单，只需串联在需要限流保护的电路中即可，电路图如图6 所示。需要控制的电流从IN端流入，从OUT端流出。C1、C2分别为输入端、输出端的滤波电容，宜采用陶瓷电容。RSET为极限电流设定电阻，其电阻值取决于所需极限电流ILIMIT，设定范围是130 mA～1A。在决定RSET的阻值时，必须考虑ILIMIT的变化。造成ILIMIT变化的原因有以下3种因素。

（1）从输入端到输出端的电压变化，这是由于P沟道功率MOSFET的压降而造成的；

（2）极限电流随温度而变化；

（3）极限电流还受输出电流的影响。

4 结语

本文主要介绍了3种新型保护器件的原理与应用，包括有源电磁干扰（EMI）滤波器、集成过电压保护器件、集成过电流保护器件。

开关电源保护功能虽属电源装置电气性能要求的附加功能，但在恶劣环境及意外事故条件下，保护电路是否完善并按预定设置工作，对电源装置的安全性和可靠性至关重要。验收产品的技术指标时，还应对保护功能进行验证。