雙向過壓過流保護器件NCP370 的原理及應用

0 引言
NCP370是安森美半導體(0N Semiconductor)公司生產(chǎn)的具有過壓、過流保護及反向控制功能的集成雙向保護器件。該器件可以提供高達+28V的正向保護和低至-28 V的負向保護功能，從而提高對便攜設(shè)備前端的保護。NCP370采用了創(chuàng)新架構(gòu)，可在器件內(nèi)部為連接在底部連接器并以鋰離子電池供電的外部附件提供OCP保護，而無需使用外部OCP器件。另外，NCP370還集成有低導通阻抗(Ron)的N溝道MOSFET，可有效支持便攜設(shè)備中的鋰離子電池所要求的1．3 A的直接充電電流，并可進一步降低系統(tǒng)成本。

1 NCP370的特點功能
1．1 NCP370的主要特點
NCP370是一種雙向保護器件，通過該器件所提供的“反向”模式，可對便攜設(shè)備電池的反向電流進行穩(wěn)流，并可為連接在便攜設(shè)備底部連接器上的FM收發(fā)器、音頻或閃光等外部設(shè)備進行供電。因此，NCP370可為手機、數(shù)碼相機、MP3／4、個人數(shù)字助理(PDA)和GPS系統(tǒng)提供正向及負向(+／-)過壓保護(OVP)，并為調(diào)頻(FM)收發(fā)器、負載揚聲器／蜂鳴器和閃光模塊等便攜附件提供過流保護(OCP)。
NCP370過壓過流保護器的主要特性如下：
◇具有高達+28 V的過壓保護功能和低至-28 V的欠壓保護功能；
◇帶有反向充電控制引腳／REV和正向充電控制引腳／DIR；
◇具有過流保護和熱關(guān)斷功能；
◇內(nèi)含低RDS(on)N溝道MOS晶體管，RDS(on)典型值為130 mΩ；
◇具有過壓鎖定(OVLO)和欠壓鎖定(OV-LO)功能；
◇具有軟啟動功能；
◇帶有報警輸出引腳／FLAG；
◇符合IEC61000-4-2(4級)標準，普通絕緣電壓為8 kV，空氣絕緣電壓為15 kV；
◇采用3×3 mm的TLLGA-12無鉛封裝，符合RoHS無鉛封裝要求。
1．2 NCP370的引腳功能
NCP370采用3 mm×3 mm×0．55 mm LLGA-12無鉛封裝，圖1所示是其引腳排列圖，各引腳的功能如下：

IN：電源輸入引腳，應與公共電源進行硬線連接，并應使用1 μF或更大的低ESR陶瓷電容與GND相連，以進行電源濾波；
GND：接地端；
RES：預留輸入端，不用時可與GND相連；
Ilim：限流輸出端，采用電池為外設(shè)供電時，NCP370內(nèi)部會生成一個帶隙電壓基準，并以該基準來進行限流，然后通過內(nèi)部N-MOSFET來達到限流的目的。若在該引腳連接一個容差為1％的電容，則其過流門限的精度最高；
REV：反向充電控制輸入端，需與DIR引腳配合使用。當電池接OUT端時，NCP370內(nèi)部的N溝道MOS管開啟，器件進入反向模式，此時，器件內(nèi)部的過流保護電路工作。而當NCP370的反向模式失效時，進入OUT端的電流將大幅降低，以避免電池放電。
DIR：正向模式輸入端，需與REV結(jié)合起來使用。當墻上適配器AC-DC連接到IN端時，NCP370內(nèi)部的N溝道MOS管開啟，電路進入正向模式。而當該端和REV均為高時，NCP370進入關(guān)斷模式，此時，輸出將與輸入斷開。但DIR端的狀態(tài)不會影響到FLAG的故障檢測。