短路保护芯片保护机制详解：故障发生后如何自动恢复

夸克微

平芯微短路保护IC选型手册：8款型号覆盖USB到48V工业电源一文搞懂PW1502A～PW2605R，按电压、电流和恢复方式快速定位

做电源设计的人都清楚，输出端一旦意外短路，回路里的电流会瞬间飙升，轻则电压塌陷、重则烧连接器和PCB走线。短路保护IC的作用就是在几微秒内把这条通路”管住”——要么限制电流不让它继续涨，要么干脆切断等温度降下来再恢复。

平芯微这条产品线一共有8个型号：PW1502A、PW1504、PW1503、PW1555A、PW1558、PW1558A、PW1605、PW2605R。电压从2.4V一直到48V，电流覆盖0.4A到5A以上，封装从SOT23到QFN都有。选型号的时候别光盯额定电流，短路后芯片到底怎么走——恒流打住、立刻关断、打嗝循环还是靠热关断兜底——才是关键。

一、短路保护到底怎么”保护”？四种典型机制恒流限流＋热关断

负载电流一过阈值，芯片就把内部MOSFET往回拉，让输出电流钳在设定值附近不再上升。如果短路一直不消除，芯片结温持续攀升到热关断点（通常150℃左右），功率管关断；等温度回落到迟滞区间（约130℃），芯片自动重启。这种模式的好处是短路期间一直有”输出”，不会完全断掉。

快速关断＋打嗝重试

检测到严重短路后，芯片直接关闭功率通道，等一个固定定时周期过了再软启动试一次。短路还在？再关、再等、再试——如此循环。打嗝模式的好处是故障期间平均功耗低，芯片不容易过热。

过流关断＋延时恢复

跟打嗝有点像，区别在于：过流发生后芯片关断MOSFET，等一段规定延时后尝试恢复。如果故障消失就正常输出，如果还在就再关一次。

纯限流＋过温兜底

有些USB配电开关的策略比较”简单粗暴”：短路来了就快速进限流，长期短路全靠过温保护来兜。比如PW1502A的典型限流响应只有1μs左右，速度很快；PW1504支持可编程限流和过温保护，但规格书对短路后的具体动作模式没有展开描述。

二、8款型号关键参数速查表

三、PW1502A——5V USB口的高速限流卫士

PW1502A定位USB端口保护，工作电压2.4V～5.5V。5V条件下导通内阻典型值80mΩ，静态功耗低（典型15μA），集成了软启动、热关断，禁用状态下还能阻断反向电流。

限流点通过IADJ引脚外接电阻来设，规格书里给了600mA、800mA、1A、1.5A、2A几个典型配置。碰到突然短路，大电流不到2μs就被限制住，电气特性表里写的典型限流响应时间约1μs。用在USB Hub、笔记本端口、充电口、外设接口上都很合适。

四、PW1504——小封装可编程限流USB保护

输入范围2.4V～6V，连续负载2.4A，导通内阻典型80mΩ。限流范围0.4A～2.5A，外部电阻可调。芯片集成了过温保护和反向阻断，因为没有体二极管，关断时输出不会往输入方向倒灌。

SOT23小封装是它的亮点，占板面积小，外围也简单——适合5V/2.4A USB充电口、公共场所的多口快充面板、USB Dongle和MiniPCI卡这类空间紧的应用。

五、PW1503——3A恒流型，短路了也不断电

2.4V～6V输入，内置50mΩ功率管，能扛3A连续负载。限流调节范围0.4A～3.5A，不过规格书正文明确说了：限流点不要设过3A。

PW1503的短路处理思路是”恒流＋热关断”：过流来了就调节P-MOSFET把输出电流按住；如果故障持续、结温爬到150℃，开关关掉；降到130℃后自动恢复。这种特性做USB充电器、公共多口充电设备和大电流USB输出端口比较对口——短路期间负载端始终有电流供给，不会完全”断联”。

六、PW1555A——宽压大电流，服务器和平板电源口常见

这颗芯片功能比较丰富：限流、输入档位选择、输出钳位、软启动都集成了。推荐工作范围2.5V～14V，能承受30V浪涌；内置功率通道导通内阻典型40mΩ，限流1A～5A外部可调。

热关断点典型140℃，迟滞大约20℃。不过有一点要注意：规格书没有明确写短路后走恒流还是关断还是打嗝，所以用在服务器、服务型PC、笔记本、平板的电源口时，短路恢复波形建议自己实测确认。

七、PW1558——Type-C PD端口的打嗝式保护

PW1558专门面向USB Type-C PD电源路径。输入3V～24V，浪涌耐压28V，内部开关导通内阻典型24mΩ。首页标称限流范围1A～5.5A，电气特性表按1A～5A表征，推荐连续开关电流5A。

它的短路处理分两级：普通过流先限流；严重对地短路时，快速比较器直接关断功率管，芯片进入打嗝模式——等一个定时周期后软启动重试，短路还在就继续循环，这样故障期间的平均功耗被压得很低。

另外还支持全时反向电流阻断、输入过压阈值调节、输入/输出放电和Fast Role Swap。服务器、平板、扩展坞、电源附件、USB Type-C PD开关都能用。

八、PW1558A——双端口双向，注意MOUT端没有短路保护

PW1558A相当于把两路保护做进了一颗芯片，支持3V～24V。VBUS1和VBUS2各自有独立的使能、限流设置和放电控制，导通内阻典型24mΩ，限流范围1A～6A。

VBUS端口短路时芯片快速关断并进入打嗝重试。但规格书专门提了一句：MOUT引脚是两颗N-MOSFET的公共中点，由于体二极管的存在，MOUT端不具备短路和过载保护能力——设计时不能把MOUT当受保护输出来用，这一点务必留意。

九、PW1605——最高48V高压输入的恒流保护

如果你的输入电压比较高（比如24V总线、48V电源前端），PW1605就是为这种场景准备的。工作范围4V～48V，浪涌耐受60V，内部N-MOSFET导通内阻典型40mΩ，限流1A～5A可调。

集成了可编程输入过压保护、输出钳位和软启动。短路或过流发生后走恒流模式，长时间故障导致结温到150℃就关断，降到130℃自动重启。笔记本、服务器以及中高压电源前端都可以用它，一颗芯片同时解决高压输入、输出钳位和短路保护。

十、PW2605R——带延时重试的输入端保护

PW2605R的工作范围3.5V～30V，导通内阻典型130mΩ，推荐OCP设定范围0.5A～1.9A。过流发生后芯片直接关断MOSFET，等典型2.5秒后再尝试恢复。

这种”检测到过流→关断→延时重试”的节奏特别适合需要故障隔离的输入端场景，比如GPS模块、MID、车载DVR、数字视频设备。要注意：它做的是过流检测和延时重启，不要理解成”把输入电源直接短路掉”。

十一、选型思路小结