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做硬件选型总绕不开的OVP、TVS、ESD——聊聊这三类保护芯片到底怎么分电源口、USB口、充电口几乎每个产品上都得放保护器件。OVP、TVS、ESD三种芯片名字看着都跟”过压”沾边但它们各自针对的故障类型差别很大。做了几年选型我自己的理解是OVP处理的是持续性的电压异常TVS应对的是浪涌这种短时大能量冲击ESD则专门对付静电放电那种纳秒级尖峰。三者之间不是谁替代谁的关系而是一起组成从慢到快、从小能量到大能量的分级防护。具体来看TVS二极管的设计思路是泄放浪涌能量测试标准用的是8/20μs波形核心参数是峰值脉冲功率PPP和通流能力封装一般偏大SMA、SMB、SMC这些结电容通常落在百pF到nF这个区间。ESD二极管完全不同它瞄准的是IEC 61000-4-2那种上升沿不到1ns、脉宽60ns左右的静电脉冲重点看响应速度和钳位电压要低封装做得很小SOD-523、SOT-553结电容可以压到pF甚至亚pF级别不影响高速信号。OVP芯片干的事情又不一样——它不是靠钳位把电压”压”下去而是检测到输入超过阈值后直接把通路断开。比方说适配器标称20V输出结果有人误插了12V的DC头到5V设备里或者USB快充口出了故障本该5V的输出突然跑到12V甚至20V——这些情况下OVP芯片会立刻关断把后端的充电IC、主控、电池跟异常高压隔开。OVP芯片的工作原理OVP全称Over-Voltage Protection。这类芯片串在电源输入和后级电路中间内部包含电压检测模块、控制逻辑以及功率MOS开关管。输入电压一旦超过预设阈值芯片在几十纳秒内关断内部MOS通路相当于物理上把异常高压和后级隔离开来等输入回到正常范围芯片再按内部设定的延时和恢复流程重新导通。跟TVS那种钳位型器件相比OVP最大的好处是真正”断开”了电源路径不存在钳位残余电压继续往后面漏的问题。另外现在不少OVP芯片还集成了软启动、使能控制、过温保护、输出放电、OCP限流、输入反接防护和防倒灌等功能一颗芯片能顶好几颗用。选型时有个容易踩的坑规格书里”输入耐压”Absolute Max、“推荐工作电压”和”OVP关断阈值”这三个参数含义完全不同。绝对最大耐压是芯片本身能承受而不会永久损坏的极限值不能拿来当长期工作电压用。实际设计必须以推荐工作范围为准这一点不管哪个厂家都一样。平芯微OVP产品线一览平芯微的OVP芯片覆盖了从5V低压输入到高压电源前端的多种场景有固定阈值的也有可调阈值的还有把OCP限流、反接保护、防倒灌和电池OVP集成在一起的复合型号。下面按型号逐个说参数来自平芯微官方规格书推荐工作范围和绝对最大值做了区分正式量产前还是要以自己拿到的最新版规格书和实测为准。固定6.1V阈值——PW2605和PW2606这两款面向5V输入设备。PW2605是SOT23-3L封装线路简单、外围元件少适合电流不大且PCB空间紧张的输入端保护。PW2606用SOT23-6L封装连续通流能力到2A有6.1V和6.8V两个固定阈值版本可选。有一点要留意这两颗的规格书概述或电气特性表里写了比较宽的输出范围但推荐工作范围实际是2.5V20VPW2605和2.8V20VPW2606。表格里出现的36V、40V之类的数字是绝对最大额定值不能理解为可以长期在这个电压下工作。低内阻可调OVP——PW2609A如果你的设计需要自定义保护阈值、希望通路损耗尽量低同时连续电流要到3APW2609A值得看一下。OVP阈值可以用内部默认的6.1V也可以外挂分压电阻在4V24V之间设定。典型导通内阻35mΩOVP响应时间典型值50ns同时集成了软启动、使能引脚和过温自动恢复。规格书概述和电气特性里给出了3V40V的范围但推荐工作表中VIN和VOUT写的是3V20V绝对最大输入45V。做工程设计的时候应该按推荐工作条件来定连续输入电压更高的数值只能当边界参考。70V耐压可调OVP——PW1600碰到输入电压比较高的场景比如工业24V总线、适配器热插拔PW1600会比较合适。内部默认OVP阈值6.1V外部可调范围4V55V典型导通内阻80mΩ连续负载电流2.5A。绝对最大输入额定70V推荐工作范围3V51V。需要提醒的是OVP芯片负责的是检测异常高压并断开路径但它不能替代输入端全部的浪涌防护。对于高压热插拔或者输入线缆比较长的情况前端仍然要按浪涌等级配好TVS、保险丝和滤波。既要OVP又要OCP怎么选型有些产品不光怕输入过压负载端过流甚至短路也要管。这种情况可以看PW1515、PW2605Z、PW2605R和PW2601这几颗。PW1515是6.1V固定OVP加可调恒流PW2605Z支持可调OVP加可调OCP过流后走锁存逻辑PW2605R在OVP基础上加了输入反接和反向电流防护PW2601则面向锂电充电前端把输入OVP、电池OVP、可编程OCP和5.1V LDO模式做在一颗里。这几颗的故障恢复方式差别很大——有恒流限流的、有锁存关断的、有重新上电恢复的、有EN复位恢复的、也有过温后自动恢复的。恢复方式直接影响用户的使用体验选型时一定要对照最新规格书确认清楚不能只看输入电压和电流参数。平芯微OVP选型速查简单归纳一下5V输入、电流1A左右、追求外围简洁看PW26055V输入、电流2A、固定阈值就够看PW2606需要3A通流、低内阻和灵活可调阈值看PW2609A输入电压范围更宽、需要4V55V可调看PW1600。如果过流保护也是刚需根据恢复方式和附加功能在PW1515、PW2605Z、PW2605R、PW2601之间选。要防反接和倒灌重点看PW2605R要过流锁断看PW2605Z充电前端需要输入和电池双重OVP评估PW2601。写在最后回到开头那个问题OVP、TVS、ESD三者到底怎么分简单一句话——OVP串联在电源通路上检测到持续过压就断开TVS并联在线路上主要吸收和钳位短时浪涌能量ESD针对的是上升沿极陡的静电脉冲同时要考虑结电容对信号完整性的影响。三者之间是互补关系而非替代关系。一个靠谱的接口保护方案通常按照故障能量的大小和持续时间、信号速率高低以及后级器件耐压来做分级配置。平芯微OVP系列从固定6.1V保护、可调OVP、高压前端到OVP/OCP复合方案都有覆盖在USB输入、便携设备、可穿戴、充电前端和高压热插拔等应用场景里都能找到对应的型号。 OVP芯片负责关断，TVS负责，ESD负责：区别一次讲清
做硬件选型总绕不开的OVP、TVS、ESD——聊聊这三类保护芯片到底怎么分电源口、USB口、充电口几乎每个产品上都得放保护器件。OVP、TVS、ESD三种芯片名字看着都跟”过压”沾边但它们各自针对的故障类型差别很大。做了几年选型我自己的理解是OVP处理的是持续性的电压异常TVS应对的是浪涌这种短时大能量冲击ESD则专门对付静电放电那种纳秒级尖峰。三者之间不是谁替代谁的关系而是一起组成从慢到快、从小能量到大能量的分级防护。具体来看TVS二极管的设计思路是泄放浪涌能量测试标准用的是8/20μs波形核心参数是峰值脉冲功率PPP和通流能力封装一般偏大SMA、SMB、SMC这些结电容通常落在百pF到nF这个区间。ESD二极管完全不同它瞄准的是IEC 61000-4-2那种上升沿不到1ns、脉宽60ns左右的静电脉冲重点看响应速度和钳位电压要低封装做得很小SOD-523、SOT-553结电容可以压到pF甚至亚pF级别不影响高速信号。OVP芯片干的事情又不一样——它不是靠钳位把电压”压”下去而是检测到输入超过阈值后直接把通路断开。比方说适配器标称20V输出结果有人误插了12V的DC头到5V设备里或者USB快充口出了故障本该5V的输出突然跑到12V甚至20V——这些情况下OVP芯片会立刻关断把后端的充电IC、主控、电池跟异常高压隔开。OVP芯片的工作原理OVP全称Over-Voltage Protection。这类芯片串在电源输入和后级电路中间内部包含电压检测模块、控制逻辑以及功率MOS开关管。输入电压一旦超过预设阈值芯片在几十纳秒内关断内部MOS通路相当于物理上把异常高压和后级隔离开来等输入回到正常范围芯片再按内部设定的延时和恢复流程重新导通。跟TVS那种钳位型器件相比OVP最大的好处是真正”断开”了电源路径不存在钳位残余电压继续往后面漏的问题。另外现在不少OVP芯片还集成了软启动、使能控制、过温保护、输出放电、OCP限流、输入反接防护和防倒灌等功能一颗芯片能顶好几颗用。选型时有个容易踩的坑规格书里”输入耐压”Absolute Max、“推荐工作电压”和”OVP关断阈值”这三个参数含义完全不同。绝对最大耐压是芯片本身能承受而不会永久损坏的极限值不能拿来当长期工作电压用。实际设计必须以推荐工作范围为准这一点不管哪个厂家都一样。平芯微OVP产品线一览平芯微的OVP芯片覆盖了从5V低压输入到高压电源前端的多种场景有固定阈值的也有可调阈值的还有把OCP限流、反接保护、防倒灌和电池OVP集成在一起的复合型号。下面按型号逐个说参数来自平芯微官方规格书推荐工作范围和绝对最大值做了区分正式量产前还是要以自己拿到的最新版规格书和实测为准。固定6.1V阈值——PW2605和PW2606这两款面向5V输入设备。PW2605是SOT23-3L封装线路简单、外围元件少适合电流不大且PCB空间紧张的输入端保护。PW2606用SOT23-6L封装连续通流能力到2A有6.1V和6.8V两个固定阈值版本可选。有一点要留意这两颗的规格书概述或电气特性表里写了比较宽的输出范围但推荐工作范围实际是2.5V20VPW2605和2.8V20VPW2606。表格里出现的36V、40V之类的数字是绝对最大额定值不能理解为可以长期在这个电压下工作。低内阻可调OVP——PW2609A如果你的设计需要自定义保护阈值、希望通路损耗尽量低同时连续电流要到3APW2609A值得看一下。OVP阈值可以用内部默认的6.1V也可以外挂分压电阻在4V24V之间设定。典型导通内阻35mΩOVP响应时间典型值50ns同时集成了软启动、使能引脚和过温自动恢复。规格书概述和电气特性里给出了3V40V的范围但推荐工作表中VIN和VOUT写的是3V20V绝对最大输入45V。做工程设计的时候应该按推荐工作条件来定连续输入电压更高的数值只能当边界参考。70V耐压可调OVP——PW1600碰到输入电压比较高的场景比如工业24V总线、适配器热插拔PW1600会比较合适。内部默认OVP阈值6.1V外部可调范围4V55V典型导通内阻80mΩ连续负载电流2.5A。绝对最大输入额定70V推荐工作范围3V51V。需要提醒的是OVP芯片负责的是检测异常高压并断开路径但它不能替代输入端全部的浪涌防护。对于高压热插拔或者输入线缆比较长的情况前端仍然要按浪涌等级配好TVS、保险丝和滤波。既要OVP又要OCP怎么选型有些产品不光怕输入过压负载端过流甚至短路也要管。这种情况可以看PW1515、PW2605Z、PW2605R和PW2601这几颗。PW1515是6.1V固定OVP加可调恒流PW2605Z支持可调OVP加可调OCP过流后走锁存逻辑PW2605R在OVP基础上加了输入反接和反向电流防护PW2601则面向锂电充电前端把输入OVP、电池OVP、可编程OCP和5.1V LDO模式做在一颗里。这几颗的故障恢复方式差别很大——有恒流限流的、有锁存关断的、有重新上电恢复的、有EN复位恢复的、也有过温后自动恢复的。恢复方式直接影响用户的使用体验选型时一定要对照最新规格书确认清楚不能只看输入电压和电流参数。平芯微OVP选型速查简单归纳一下5V输入、电流1A左右、追求外围简洁看PW26055V输入、电流2A、固定阈值就够看PW2606需要3A通流、低内阻和灵活可调阈值看PW2609A输入电压范围更宽、需要4V55V可调看PW1600。如果过流保护也是刚需根据恢复方式和附加功能在PW1515、PW2605Z、PW2605R、PW2601之间选。要防反接和倒灌重点看PW2605R要过流锁断看PW2605Z充电前端需要输入和电池双重OVP评估PW2601。写在最后回到开头那个问题OVP、TVS、ESD三者到底怎么分简单一句话——OVP串联在电源通路上检测到持续过压就断开TVS并联在线路上主要吸收和钳位短时浪涌能量ESD针对的是上升沿极陡的静电脉冲同时要考虑结电容对信号完整性的影响。三者之间是互补关系而非替代关系。一个靠谱的接口保护方案通常按照故障能量的大小和持续时间、信号速率高低以及后级器件耐压来做分级配置。平芯微OVP系列从固定6.1V保护、可调OVP、高压前端到OVP/OCP复合方案都有覆盖在USB输入、便携设备、可穿戴、充电前端和高压热插拔等应用场景里都能找到对应的型号。