|
12V/20V 限流开关怎么选?PW1558、PW2605Z、PW1605 实测对比 做 USB-C PD 快充、笔记本适配器、工业电源这些项目时,12V 和 20V 总线上经常要加限流和过压保护。传统保险丝反应慢、烧了还得换;分立 MOS+运放方案外围多、精度也一般。 平芯微这几年出了几颗集成度比较高的限流开关芯片:PW1558、PW2605Z、PW1605。它们把 MOSFET、电流检测、OVP 都做进了单颗料里,外围省不少。下面我把这几颗料的实际参数、用法和选型思路整理一下。 集成限流开关比传统方案强在哪? · 响应快,过流时 ns/us 级关断,比保险丝快几个数量级 · 电流阈值可以外接电阻精确设定,不像保险丝那么粗 · 触发后很多型号能自动恢复,不用换件 · 外围简单,一颗芯片加几个阻容就能搞定 PW1558:24mΩ 超低内阻,适合做 PD 20V/5A PW1558 是单向限流开关,输入范围 3V~24V,瞬态能扛 28V。内置 N-MOSFET 的导通电阻只有 24mΩ,电流限制 1A~5.5A 可调,特别适合 USB-C PD 20V/5A 这种大电流路径保护。 这颗料还支持反向电流阻断、Fast Role Swap(FRS)、可调软启动、FLTB 故障指示,功能比较全。 限流设定公式:IADJ(A) = 28 / Rlimit(KΩ)。比如 Rlimit=5.6KΩ 对应 5A,9.33KΩ 对应 3A,28KΩ 对应 1A。 下面是两颗常见应用电路:一个是 20V/5A,另一个是 3V~12V 通用方案。 PW2605Z:小封装 OVP+OCP 一体化 PW2605Z 把 OVP、OCP 和负载开关集成在了一起,输入范围 3.5V~30V,电流限制 0.5A~3A。OVP 默认 6.1V,也可以通过外部电阻调到 4.5V~16V,响应速度 50ns。封装是 DFN2×2-8L,体积很小,适合空间紧张的 USB-C VBUS 保护。 限流设定公式:IOCP(A) = 600 / ROCP(Ω)。比如 ROCP=300Ω 对应 2A,ROCP=200Ω 对应 3A。 OVP 阈值公式:VOVP = 1.2V × (R1/R2 + 1),R2 推荐 10K~100KΩ。 基本应用就是 VIN→PW2605Z→VOUT,输入输出各放一颗 1μF 电容,ROCP 接到地就能设定电流。 PW1605:48V 高压 + 输出钳压,这个有点意思 PW1605 是面向高压大电流场景的,输入范围 4V~48V,瞬态耐压 60V,电流限制 1A~5A。它最特别的地方是有个 VCV 输出钳压功能:当输入电压超过钳压值但还没到 OVP 阈值时,芯片会把输出稳在钳压值,而不是直接关断。这种“过压不关断、只钳位”的模式在某些场景下挺实用。 限流设定公式:RILMT(KΩ) = 11000 / ILIM(A)。比如 2.2KΩ 对应 5A,3.7KΩ 对应 3A,5.5KΩ 对应 2A,11KΩ 对应 1A。 三种工作模式: · 直通模式:VIN < VCLAMP 且 VIN > UVLO,输出跟随输入 · 钳压模式:VCLAMP < VIN < VOVP,输出被钳在 VCLAMP · OVP 模式:VIN > VOVP,MOSFET 关断保护后级 选型思路: · USB-C PD 20V/5A 笔记本适配器、扩展坞电源路径:优先 PW1558,内阻最低,还支持 FRS · USB-C VBUS 小体积保护、手机/平板充电器:PW2605Z,DFN2×2 很小,OVP 响应最快 · 48V 工业、电动车、19V~20V 笔记本适配器需要钳压:PW1605,独有 VCV 功能 典型应用场景 PW1558 适合: · USB Type-C PD 20V/5A 笔记本适配器保护 · USB-C Docking Station / 扩展坞电源路径保护 · 服务器 12V/24V 供电限流保护 · 平板电脑充电端口保护 PW2605Z 适合: · USB Type-C VBUS 过压过流一体化保护 · 手机/平板充电器输出保护 · 便携式设备 12V 电源输入保护 PW1605 适合: · 48V 工业电源/通信电源限流保护 · 电动工具/电动车电池组过流保护 · 笔记本 19V~20V 适配器限流+输出钳压保护 · 太阳能/储能系统直流输入保护 PCB layout 建议 · 功率路径 VIN→MOSFET→VOUT 走线尽量短而宽,有条件用 2oz 铜箔 · 输入/输出电容尽量贴着 VIN 和 VOUT 引脚放 · 电流设定电阻(Rlimit/ROCP/RILMT)走线远离功率路径,靠近对应设定引脚 · GND 铺铜做完整接地平面,保证低阻抗回流 · USB-C 热插拔场景可以在 VBUS 端加 TVS 或 RC 吸收网络 个人总结 PW1558、PW2605Z、PW1605 这三颗料定位比较清晰:PW1558 主打低压大电流 PD 应用,内阻最低;PW2605Z 主打小封装一体化保护,响应最快;PW1605 主打高压场景,独有的输出钳压功能在 19V/20V/48V 系统里挺有优势。三颗都支持可编程限流和 OTP,外围也都不复杂,比传统保险丝方案好用不少。
|