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，從而提高對便攜設備前端的保護。NCP370采用了創新架構，可在器件內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，可對便攜設備電池的反向電流進行穩流，并可為連接在便攜設備底部連接器上的FM收發器、音頻或閃光等外部設備進行供電。因此，NCP370可為手機、數碼相機、MP3／4、個人數字助理(PDA)和GPS系統提供正向及負向(+／-)過壓保護(OVP)，并為調頻(FM)收發器、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斷功能；
◇內含低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，采用電池為外設供電時，NCP370內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內部的N溝道MOS管開啟，器件進入反向模式，此時，器件內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結合起來使用。當墻上適配器AC-DC連接到IN端時，NCP370內部的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進入關斷模式，此時，輸出將與輸入斷開。但DIR端的狀態不會影響到FLAG的故障檢測。