深入解析Onsemi FPF2286UCX過(guò)壓保護(hù)開(kāi)關(guān)

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，過(guò)壓保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán)，它能有效防止因電壓異常而對(duì)設(shè)備造成的損壞。Onsemi的FPF2286UCX就是一款出色的過(guò)壓保護(hù)（OVP）開(kāi)關(guān)，今天我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

FPF2286UCX是一款集成了低導(dǎo)通電阻單通道開(kāi)關(guān)的OVP器件。它內(nèi)部包含一個(gè)N - MOSFET，可在2.8 V至23 V的輸入電壓范圍內(nèi)工作，最大連續(xù)電流支持4 A。當(dāng)輸入電壓超過(guò)過(guò)壓閾值時(shí)，內(nèi)部FET會(huì)立即關(guān)斷，從而保護(hù)下游組件免受損壞。該器件采用小型6凸點(diǎn)WLCSP封裝，工作溫度范圍為 - 40 °C至 + 85 °C。

產(chǎn)品特性

過(guò)壓保護(hù)能力強(qiáng)

它具備高達(dá) + 28 V的過(guò)壓保護(hù)能力，能有效應(yīng)對(duì)各種電壓異常情況。

低導(dǎo)通電阻

內(nèi)部采用低 (R_{DS (on) }) 的NMOS晶體管，典型值為25 mΩ，這有助于降低功耗，提高系統(tǒng)效率。

可編程過(guò)壓鎖定

通過(guò)OVLO引腳可進(jìn)行外部調(diào)節(jié)，方便工程師根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置過(guò)壓鎖定閾值。

快速響應(yīng)

超快速的OVLO響應(yīng)時(shí)間，典型值為40 ns，能在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)過(guò)壓情況做出反應(yīng)。

多重保護(hù)功能

具備短路保護(hù)和自動(dòng)重啟功能，以及過(guò)溫保護(hù)（熱關(guān)斷）功能，同時(shí)擁有強(qiáng)大的ESD性能，人體模型（HBM）為2 kV，充電設(shè)備模型（CDM）為1 kV。

高電壓耐受

(V_{IN}) 在浪涌事件期間能耐受35 V的殘余電壓。

環(huán)保特性

該器件無(wú)鉛、無(wú)鹵素/BFR，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

引腳功能與參數(shù)

引腳功能

主要參數(shù)

• 最大額定值：輸入電壓范圍為 - 0.3至28 V，輸出電壓范圍為 - 0.3至 (Vin + 0.3) V，內(nèi)部FET連續(xù)電流為0至4 A，最大結(jié)溫為150 °C等。
• 熱特性：WLCSP - 6封裝的熱阻 (R_{θJA}) 為121.7 °C/W。
• 推薦工作范圍：電源電壓 (V{IN}) 為2.8至23 V，I/O引腳 (V{OVLO}) 為0至5.5 V，輸出電流 (I_{out}) 為0至3.5 A等。

功能描述

功率MOSFET

FPF2286集成了一個(gè)電阻為25 mΩ的N型MOSFET，可在2.8 V至23 V的電壓下工作，直流電流能力高達(dá)4 A。

電源供應(yīng)

由IN引腳供電，在USB On - The - Go（OTG）條件下工作時(shí)，OUT引腳會(huì)首先為IN引腳供電。

使能控制

雖然沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的使能引腳，但OVLO引腳可作為低電平有效使能引腳，由GPIO控制。當(dāng)OVLO引腳連接到高電平（高于1.2 V）時(shí)，內(nèi)部FET關(guān)斷；當(dāng)連接到0 V且 (V_{IN}) 不高于6.8 V時(shí)，F(xiàn)ET導(dǎo)通。

欠壓鎖定

當(dāng)IN引腳電壓低于欠壓鎖定閾值 (V{IN_UV_F}) 時(shí)，功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷；當(dāng) (V{IN}) 電壓上升到高于 (V{IN_UV_R}) 且無(wú)過(guò)壓或過(guò)溫情況時(shí)，經(jīng)過(guò) (t{DEB}) 去抖時(shí)間后，功率FET自動(dòng)導(dǎo)通。

過(guò)壓鎖定

當(dāng) (V{IN}) 電壓高于 (V{IN_OVLO}) 時(shí)，功率FET關(guān)斷。 (V{IN_OVLO}) 的值可通過(guò)外部電阻梯設(shè)置，也可使用默認(rèn)值。當(dāng) (V{OVLO}) 小于 (V{IL_OVLO}) 時(shí)， (V{OVLO}) 由默認(rèn)值決定；當(dāng) (V{OVLO}) 大于 (V{IH_OVLO}) 且 (V{OVLO}) 達(dá)到 (V{OVLO_TH}) 時(shí)，功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷。外部電阻梯可根據(jù)公式 (V{IN_OVLO }=V{OVLO_TH } times(1 + R1 / R2)) 確定。

熱關(guān)斷

當(dāng)器件處于開(kāi)關(guān)模式時(shí)，為防止過(guò)熱，當(dāng)結(jié)溫超過(guò) (T{SD}) 時(shí)，功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷；當(dāng)溫度下降到 (T{SD}-T_{SH}) 以下時(shí)，開(kāi)關(guān)再次導(dǎo)通。

應(yīng)用信息

輸入去耦

建議使用至少0.1 μF的陶瓷或鉭電容，并將其靠近FPF2286封裝連接。較高的電容值和較低的ESR可改善整體線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

輸出去耦

FPF2286是一個(gè)穩(wěn)定的組件，輸出電容不需要最小等效串聯(lián)電阻（ESR）。最小輸出去耦值為0.1 μF，可根據(jù)嚴(yán)格的負(fù)載瞬態(tài)要求進(jìn)行增加。

熱考慮

隨著FPF2286功率的增加，可能需要提供一些散熱措施。器件支持的最大功率耗散取決于電路板設(shè)計(jì)和布局。PCB上的安裝焊盤(pán)配置、電路板材料和環(huán)境溫度會(huì)影響器件結(jié)溫上升的速率。當(dāng)FPF2286通過(guò)PCB具有良好的熱導(dǎo)率時(shí)，在高功率應(yīng)用中結(jié)溫相對(duì)較低。最大耗散功率可根據(jù)公式 (P{D(MAX)}=frac{left[T{J(MAX)}-T{A}right]}{R{theta JA}}) 計(jì)算。

設(shè)計(jì)提示

(V{in }) 和 (V{out }) 的印刷電路板走線應(yīng)盡可能寬。將外部組件，特別是輸入電容和TVS，盡可能靠近FPF2286放置，并使走線盡可能短。

訂購(gòu)信息

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)這些特性和參數(shù)，合理選擇和使用FPF2286UCX，以提高電子設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。大家在使用這款器件時(shí)有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。