双向过压过流保护器件NCP370应用指南

　　引言

　　NCP370是安森美半导体（0N Semiconductor）公司生产的具有过压、过流保护及反向控制功能的集成双向保护器件。该器件可以提供高达+28V的正向保护和低至-28 V的负向保护功能，从而提高对便携设备前端的保护。NCP370采用了创新架构，可在器件内部为连接在底部连接器并以锂离子电池供电的外部附件提供OCP保护，而无需使用外部OCP器件。另外，NCP370还集成有低导通阻抗（Ron）的N沟道MOSFET，可有效支持便携设备中的锂离子电池所要求的1．3 A的直接充电电流，并可进一步降低系统成本。

　　1 NCP370的特点功能

　　1．1 NCP370的主要特点

　　NCP370是一种双向保护器件，通过该器件所提供的“反向”模式，可对便携设备电池的反向电流进行稳流，并可为连接在便携设备底部连接器上的FM收发器、音频或闪光等外部设备进行供电。因此，NCP370可为手机、数码相机、MP3／4、个人数字助理（PDA）和GPS系统提供正向及负向（+／-）过压保护（OVP），并为调频（FM）收发器、负载扬声器／蜂鸣器和闪光模块等便携附件提供过流保护（OCP）。

　　NCP370过压过流保护器的主要特性如下：

　　◇具有高达+28 V的过压保护功能和低至-28 V的欠压保护功能；

　　◇带有反向充电控制引脚／REV和正向充电控制引脚／DIR；

　　◇具有过流保护和热关断功能；

　　◇内含低RDS（on）N沟道MOS晶体管，RDS（on）典型值为130 mΩ；

　　◇具有过压锁定（OVLO）和欠压锁定（OV-LO）功能；

　　◇具有软启动功能；

　　◇带有报警输出引脚／FLAG；

　　◇符合IEC61000-4-2（4级）标准，普通绝缘电压为8 kV，空气绝缘电压为15 kV；

　　◇采用3×3 mm的TLLGA-12无铅封装，符合RoHS无铅封装要求。

　　1．2 NCP370的引脚功能

　　NCP370采用3 mm×3 mm×0．55 mm LLGA-12无铅封装，图1所示是其引脚排列图，各引脚的功能如下：

　　IN：电源输入引脚，应与公共电源进行硬线连接，并应使用1 μF或更大的低ESR陶瓷电容与GND相连，以进行电源滤波；

　　GND：接地端；

　　RES：预留输入端，不用时可与GND相连；

　　Ilim：限流输出端，采用电池为外设供电时，NCP370内部会生成一个带隙电压基准，并以该基准来进行限流，然后通过内部N-MOSFET来达到限流的目的。若在该引脚连接一个容差为1％的电容，则其过流门限的精度最高；

　　REV：反向充电控制输入端，需与DIR引脚配合使用。当电池接OUT端时，NCP370内部的N沟道MOS管开启，器件进入反向模式，此时，器件内部的过流保护电路工作。而当NCP370的反向模式失效时，进入OUT端的电流将大幅降低，以避免电池放电。

　　DIR：正向模式输入端，需与REV结合起来使用。当墙上适配器AC-DC连接到IN端时，NCP370内部的N沟道MOS管开启，电路进入正向模式。而当该端和REV均为高时，NCP370进入关断模式，此时，输出将与输入断开。但DIR端的状态不会影响到FLAG的故障检测。

　　FLAG，故障指示输出端，NCP370也允许通过外部电路来判断故障。当出现输入电压高于OVLO阀值或低于UVLO阀值、电池到外设的充电电流超过门限、或内部温度高于关断电流门限值时，该端置低。由于FLAG端为开漏输出，故应在该端口与Vbat之间加一上拉电阻（最小10 kΩ）。

　　OUT：电压输出端，当检测到“无输入故障”时，该引脚会随IN端输出。而当输入电压低于欠压阀值、或高于过压阀值、或有热关断发生时，该输出端会与Vin断开。一般情况下，在反向模式，NCP370将通过OUT端来供电。

　　NC：悬空端；

　　PAD1：该引脚通常用于给内部MOSFET散热，使用时应将它焊接到独立的PCB区域，且不能有任何潜在的接触。

　　2 工作原理

　　NCP370提供有两种工作模式：正向模式和反向模式，两种工作模式可通过器件的逻辑引脚来进行设置。第一种是指用墙上适配器为系统提供电源的工作模式。在这种模式下，NCP370的正向保护电压和反向保护电压分别可达+28 V和-28 V。而且当系统输入电压超过过压阀值（OV-LO）或低于欠压阀值（UVLO）时，墙上适配器（或AC／DC充电器）会自动断开。通常在NCP370上电期间，如Vin超过欠压阀值，Vout会再延迟30ms。

　　第二种为反向模式，即由系统电池或升压器给外部设备提供电源的充电模式。在这种模式下，外设必须接到NCP370的输入端（系统底部连接器），而电池则应与其输出端相连。同时，NCP370内部的过流保护电路也会被激活，这样可以防止外设故障和电池放电。另外，NCP370还带有一个反向故障指示输出端（FLAG），该端口可在故障发生时，用于向系统报警。若在其输入端旁路一个1μF或更大的电容，NCP370还可以进行ESD保护（15 kV的空气放电）。

在NCP370上电期间，若DIR为低，且REV为高，同时输入电压高于UVLO，那么，其输出电压