ASP3605芯片过流保护电路设计详解

ASP3605芯片过流保护电路设计详解

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/ANSILIC/article/details/137966691

过流保护是电源设计中的关键技术，能够有效防止电流过大对电路板或系统造成损害。本文以ASP3605芯片为例，详细介绍了芯片级过流保护的原理和设计方法，对于从事电子工程和集成电路设计的工程师具有重要参考价值。

过流保护（Over Current Protection，OCP）是一种重要的电路保护机制，当被保护元件中的电流超过预先设定的某个数值时，保护装置启动。对于电源设计来说，过流保护至关重要，能够有效降低电流过大对板卡或者系统造成二次危害的风险。

电路板级的过流保护，可以采用过流保护元器件（保险丝）、分离元器件搭建保护电路等方式来实现。随着电路的集成度发展，不管是数字芯片还是模拟芯片，都集成了不同类型的过流保护电路。芯片级过流保护可以在输出负载发生短路或者输出功率过大可能烧坏芯片的时候，限制芯片的输出功率。

芯片级的过流保护主要包含两种模式：打嗝模式（hiccup）和锁定模式（Latch off）。hiccup模式下，电路会在故障解除后自动恢复；而Latch off模式则需要重启才能恢复。

本文主要介绍ASP3605芯片内的过流保护设计方式——hiccup电路设计。ASP3605过流保护的指标是最小6A，典型值为7A。

测试方法

在讨论该电路之前，我们先给出芯片过流保护的测试方法：

1. 确定输出挡位，给芯片输入电压
2. 连接电子负载，逐渐增加电子负载的值
3. 用示波器查看输出电压的变化
4. 输出电压被拉低的时刻对应的负载电流即为限流点，限流以后PIN脚SW波形为低

测试条件：FCM模式

测试数据如下：

通过测试数据可以看出，ASP3605的过流点稳定在6A左右。

工作原理

ASP3605芯片采用PWM调制模式，定频调宽。过流保护主要是通过限制脉冲宽度来达到限流的作用。具体原理如下：

当输出负载电流增加，输出电压VOUT将会发生略微下降。误差放大器EA将反馈电压VFB与基准电压0.6V的差值放大，即compin电压将会上升，进而增加TONCTL的频率，使得功率MOS管开启时间增加，输出电流能力增强，匹配输出负载电流。也就是说compin的电压决定了功率MOS管的开启时间。

在这个工作模式下，我们限定了误差放大器的输出compin存在一个最大值Compin_max，也就是功率MOS管将会存在一个导通时间的最大值，也就间接限定了输出电流的能力，从而达到过流保护作用。

调控方法

调控限流点的核心在于调整功率MOS管的最大开启时间。一方面，可以通过调整compmin_max电压的值来调整限流点；另一方面，也可以在保证输出挡位的情况下，调整OP2下方电阻的值，调整（减小）TONCTL的电压跳变点，进而调控（减小）过流保护节点。

总结

ASP3605芯片内部除了过流保护电路外，还有过压保护电路和输出短路保护等重要安全性指标。关于这些电路的设计，我们会在后面的文章里逐步给大家介绍。