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70V高耐压USB过压保护芯片PW1600——欧盟Type-C 42V认证首选方案

USB口过压保护芯片怎么选?PW2605/PW2606/PW2609A/PW1600/PW1515/PW1605全系列实用指南

充电宝、蓝牙音箱、TWS耳机、智能手表、车载设备、IoT节点……这些产品的USB接口几乎是标配。但USB口也藏着一个常见风险:劣质充电器、PD/QC协议异常拉高到9V/12V/20V、车载12V甚至24V误接,或者热插拔瞬间的电压尖峰,都可能让后端的MCU、充电IC、升压芯片承受不住,直接烧毁。

USB过压保护(OVP)芯片的任务就是在输入电压超过设定阈值时迅速切断输出,把输出拉到0V,等输入恢复正常后再自动接通。下面基于平芯微半导体(PWChip)的USB OVP全系列产品,从1A小电流到6A大电流、从固定阈值到可调阈值、从单纯OVP到OVP+限流+LDO多合一,逐款梳理功能、关键参数和适用场景,方便实际选型时对照。

一、固定6.1V过压关断:小电流到2A的入门选择

1.1PW2605——1A以内、SOT23-3、外围极简

PW2605是平芯微最经典的一款USB OVP芯片,输入耐压40V,过压关断点固定为6.1V。当USB输入超过6.1V时,内部开关关断,输出变为0V;输入回落到正常范围后自动恢复。

它的输出电压等于输入电压减去内阻压降,内阻为0.35Ω。例如输入5V、负载0.5A时,输出约为5V - 0.5A×0.35Ω = 4.85V。适合1A以下的场景,比如智能手环、电子烟、电子秤、小型IoT设备。封装为SOT23-3,外围只需要输入和输出各一颗1μF电容,BOM极简。

1.2PW2606B——1A、SOT23-6,带使能控制的六脚版本

PW2606B可以看作PW2605的SOT23-6封装版本,过压保护阈值和电气参数与PW2605一致:固定6.1V OVP、40V输入耐压、0.35Ω内阻,输出电流约1A。多出来的引脚包括EN使能、VOVP参考等,适合需要外部控制芯片开关的场合。

1.3PW2606——2A以内、低内阻0.1Ω、SOT23-6

PW2606在PW2606B的基础上把内阻从0.35Ω降到0.1Ω,输出能力提升到2A以下。过压关断阈值依然是固定6.1V,输入耐压40V。内阻更低意味着同样电流下压降和发热都更小,适合蓝牙音箱、充电宝、电动牙刷、车载充电器这类中等电流的USB输入应用。

需要留意的是,PW2609A的应用面更广、出货量更大,新项目中PW2609A的性价比往往更高,因此2A左右的需求通常优先看PW2609A。

二、可调OVP:按系统需求设定保护点

2.1PW2609A——3A、35mΩ、4V~24V可调阈值

PW2609A是平芯微卖得最好的一款USB OVP芯片,适合3A及以下的应用。与PW2605/PW2606的固定6.1V不同,PW2609A的最大特点是过压保护点可调:通过VOVP脚外接R1/R2电阻分压,可以把关断阈值设定在4V到24V之间的任意值;如果VOVP脚直接接地,则默认6.1V。

它的内阻只有35mΩ,是PW2606 0.1Ω的三分之一左右。3A负载时压降只有3A×0.035Ω = 0.105V,发热很低。输入耐压40V,能顶住车载12V/24V误接、PD协议异常升压等场景。常见应用包括充电宝、蓝牙音箱、充电底座、电动工具、智能家居、USB Type-C设备等。

2.2PW1600——2.5A、70V耐压、4V~55V可调阈值

PW1600可以理解为PW2609A的高耐压升级版。输入耐压从40V提升到70V,过压关断阈值可调范围扩大到4V~55V,内阻80mΩ,输出电流2.5A。它特别适合需要防御车载24V/48V、工业总线、太阳能面板等高压意外接入的USB Type-C场合。

PW1600也是欧盟USB Type-C 42V认证(IEC 62368-1)中常用的OVP方案,70V耐压远超认证测试电压,安全裕量很足。SOT23-6封装,引脚排列与PW2609A兼容,PCB布局可以复用。

三、过压保护+可调限流二合一:防止插拔浪涌和过载

3.1PW1515——2A、固定6.1VOVP +0.2A~2A可调限流

PW1515把过压保护和可调精密限流集成在一颗芯片里。输入耐压32V,OVP固定6.1V,输出限流通过外接电阻设定,范围0.2A~2A,内阻0.12Ω,SOT23-5封装。

它比较典型的应用是磁吸充电线、U盘接口、频繁插拔的USB设备。这类产品因为经常拔插和开关,正常5V下也可能产生7V~9V的瞬间尖峰,普通低耐压限流IC容易被击穿,而PW1515的32V耐压正好解决这个问题。

3.2 PW1605——5A、4V~48V OVP +1A~5A可调限流

PW1605是平芯微面向大电流USB口推出的OVP+限流二合一芯片。输入工作电压4V48V,输入耐压60V,过压关断阈值可调4V51V,输出限流可设定1A~5A。内阻40mΩ,QFN16封装。适合工业接口、大功率USB设备、数据中心服务器、电动工具等需要大电流保护的场合。

3.3PW1558A——6A、双向输入/输出限流+可调OVP

PW1558A在OVP和可调限流之外,还支持输入/输出双向限流。输入耐压28V,过压关断阈值可调4V24V,输出电流1A6A可调,内阻24mΩ,QFN16封装。适合USB-C PD双向充放电设备、充电宝双向接口、工业控制总线等需要双向电流保护的场合。

四、过压保护+限流+LDO稳压三合一:稳压输出更安全

4.1 PW2602C——2.4A、OVP 6.8V +可调限流+LDO稳压5.45V

PW2602C是OVP、可调限流和内置LDO稳压三合一的方案。输入耐压32V,OVP阈值6.8V,可调限流0.2A2.4A。它的工作逻辑分三段:输入电压在5.45V6.8V之间时,内置LDO启动,输出稳压在5.45V,避免在OVP阈值附近输出电压偏高;输入低于5.45V时进入直通模式,输出电压等于输入电压减去内阻压降;输入高于6.8V时OVP触发,输出关断到0V。

PW2602C在输出过流后需要重新拔插输入才能恢复,属于Latch-off模式;而PW2602A则是自恢复的恒流模式。封装为DFN-2×2-8L,内阻0.12Ω。

4.2 PW2601——1.5A、OVP 6.8V +可调限流+LDO稳压5.1V

PW2601是PW2602C的低电流版本,输入耐压24V,OVP阈值6.8V,可调限流0.2A1.5A。内置LDO在输入5.1V6.8V时输出稳压5.1V,内阻0.4Ω,DFN-2×2-8L封装。适合对小电流稳压精度有要求的USB设备。

五、其他特色USB过压保护方案

5.1PW1555A——5A、三段式过压保护+可调限流

PW1555A采用分段过压保护模式,支持3.3V、5V、12V三个电压段:3.3V段对应输入2.5V3.6V,5V段对应输入3.8V5.4V,12V段对应输入9V12.6V,其他电压输入时负载端为0V。输入耐压30V,输出电流1A5A可调,内阻40mΩ,DFN3×3-10封装。适合多电压平台、模块化设备。

5.2PW1503——3A可调限流器(无OVP,可前级配PW2609A)

PW1503是一颗纯可调限流芯片,没有OVP功能,输入电压范围2.4V6V,可调限流1A3A,内阻50mΩ,SOT23-5封装。如果需要同时有过压保护,可以在PW1503前级串联一颗PW2609A,组成“可调OVP + 可调限流”组合,灵活度很高。

5.3OVP+锂电池充电二合一(PW4054H/ PW4057H /PW4056HH)

PW4054H(0.5A/SOT23-5)、PW4057H(0.5A/SOT23-6)、PW4056HH(1A/ESOP8)把过压保护和4054/4056/4057锂电池充电管理集成在一起。三者的共同点是输入耐压28V,OVP阈值6.8V;而且BAT充电引脚耐压也达到20V,是普通4054/4056/4057芯片BAT脚耐压的三倍以上,安全性更好。适合各种充电场景下的锂电池保护充电。

六、全系列参数速查表

七、按应用场景选型

如果只是普通USB 5V输入、电流不超过1A、希望方案最简,可以优先看PW2605,SOT23-3只有3脚、只需要两颗电容;如果需要EN使能控制,则选PW2606B。

USB 5V输入、电流在2A~3A之间的通用场景,PW2609A的综合性价比最高,35mΩ内阻和可调OVP能覆盖大多数需求。

如果是车载、工业或者要做欧盟USB Type-C 42V认证,输入电压可能超过40V,那就选PW1600,70V耐压、OVP可调至55V,安全裕量更足。

频繁拔插、磁吸充电线、U盘接口这类需要限流的场景,PW1515是合适选择,OVP加可调限流、32V耐压,能扛住插拔尖峰。

大电流5A以上的工业级接口,可以看PW1605(5A、QFN16、可调OVP+OCP)或者PW1558A(6A双向限流)。

锂电池充电应用又想省BOM,PW4056HH、PW4057H、PW4054H把OVP和充电管理做在一起,双高耐压设计让充电口更安全。

平芯微的USB OVP产品线从1A到6A、从SOT23-3到QFN16、从固定6.1V到可调4V~55V、从纯OVP到OVP+OCP+LDO三合一,基本覆盖了常见USB输入的过压保护需求。无论是充电宝、蓝牙音箱、TWS耳机、车载设备、工业接口、磁吸充电线、智能家居还是锂电池充电器,都能找到对应的型号。其中PW2609A凭借3A/35mΩ/可调OVP/SOT23-6的组合,是大部分普通USB 5V过压保护场景里用得最多的一颗。

http://www.cnnetsun.cn/news/3491715.html

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