摘 要：本文设计了一种低导通损耗的USB 电源开关电路。该电路采用自举电荷泵为N 型功率管提供足够高的栅压， 以降低USB 开关的导通损耗。在过载情况下， 过流保护电路能将输出电流限制在0. 3 A。
1 引言
通用串行总线( Universal Serial Bus) 使PC 机与外部设备的连接变得简单而迅速， 随着计算机以及与USB 相关便携式设备的发展， USB 必将获得更广泛的应用。由于USB 具有即插即用的特点， 在负载出现异常的瞬间， 电源开关会流过数安培的电流， 从而对电路造成损坏。
本文设计的USB电源开关采用自举电荷泵， 为N 型功率管提供2 倍于电源的栅驱动电压。在负载出现异常时， 过流保护电路能迅速限制功率管电流，以避免热插拔对电路造成损坏。
2 USB 开关电路的整体设计思路
图1 为USB 电源开关的整体设计。其中， V IN为电源输入， VOUT 为USB 的输出。在负载正常的情况下， 由电荷泵产生足够高的栅驱动电压， 使NHV1 工作在深线性区， 以降低从输入电源( VIN )到负载电压( VOUT ) 的导通损耗。当功率管电流高于1 A 时， Currentsense 输出高电平给过流保护电路( Currentlimit ) ; 过流保护电路通过反馈负载电压给电荷泵， 调节电荷泵输出( VPUMP ) ， 从而使功率管的工作状态由线性区变为饱和区， 限制功率管电流，达到保护功率管的目的。当负载恢复正常后， Currentsense 输出低电平， 电荷泵正常工作。 |
