|
描述 PW1558A 是一款先進的 28V 6A 額定雙向負載開關， 提供過載、 短路、 輸入電壓浪涌、 過大沖擊電流和過熱保護， 為系統供電。 內置的 24mΩ超低 RDS(ON)電源開關有助于減少正常操作期間的功率損耗。 該設備具有兩個輸入/輸出端口 VBUS1 和 VBUS2， 其絕對 MAX 大額定值為 28V。 每個端口都具有獨立的使能、 外部電流限制設置和放電控制引腳。 當設備被禁用時， 集成的兩個 N 型通道電源開關 M1 和 M2 串聯配置會阻止 VBUS1 和 VBUS2 兩個端口之間的任何泄漏。 PW1558A 采用低輪廓 16 引腳 QFN 2.5mm x 3.2mm 封裝。 功能特點 寬電源電壓范圍： 支持 3V 至 24V 的寬電源電壓范圍 端口 VBUS1 和 VBUS2 的 28V 耐受能力 集成 24mΩ超低 RDS(ON)保護開關 外部可調軟啟動時間 外部可調輸入過壓閾值 短路保護 故障指示 熱關斷保護與自動恢復功能 應用 筆記本電腦、 臺式機、 服務器和平板電腦 轉接器和擴展塢 電源附件 hunderbolt/USB Type-C PD 電源開關 典型應用 
典型應用（20V， 5A）
引腳配置
引腳描述
表 1. EN1 和 EN2 控制上電序列
OVP 過壓：防止輸入尖峰高壓和高壓輸入時，導致后面電路或 IC 損壞，如達到輸入過壓關閉閾值 6.1V 以上時，輸出為 0V。 OCP 限流：限制 MAX 大通過電流值。超過如：如恒流；打嗝；關閉需要輸入重新上電激活（僅 PW2602C 屬于），三種表現，； 根據不同負載類型（負載儀，手機，水泥電阻等等），超過限流值表現不同有恒流或打嗝。
功能框架圖
MAX 大額定值（注 1）
推薦工作條件（注 3）
熱信息（注 3， 注 4）
注(1)： 超過所列“絕對 MAX 大額定值”的應力可能會損壞該器件。 注(2)： 該器件在推薦工作條件之外的性能不得到保證。 注(3)： 在 JESD51-7 標準的 4 層 PCB 板上測量。 注(4)： MAX 大允許耗散功率是 MAX 大結溫 TJ_MAX=125°C、 結到環境的熱阻θJA 和環境溫度 TA 的函數。 在任何環境溫度下的 MAX 大允許連續耗散功率通過 PD_MAX=(TJ_MAX-TA)/θJA 計算得出。 超過 MAX 大允許耗散功率會導致芯片溫度過高， 調節器將進入熱關斷狀態。 內部熱關斷電路可保護器件免受永久損壞。 電氣特性 TA = +25°C， VBUS1=5V， RILIM1= RILIM2=5.1kΩ， RVLIM=200kΩ， CVBUS1=CVBUS4=C1=0.1μF， 除非另有規定。
典型性能特性 （ CBUS1/2/3=22uF2+100uF ， C1/2/3=22uF2+0.1uF ， CBUS4/5/6=22uF*2+100uF ， TA=+25℃ ， 除 非 另 有 說 明 。 ）
回流焊接曲線 IR 回流焊接曲線的分類
*峰值溫度曲線（Tp） 的公差定義為供應商 MAX 小值和用戶 MAX 大值。 ** 峰值溫度曲線持續時間（tp） 的公差定義為供應商 MAX 小值和用戶 MAX 大值。 表 1. 無鉛工藝-分類溫度（Tc）
注 ： 對 于 所 有 溫 度 信 息 ， 請 參 考 封 裝 頂 部 ， 在 封 裝 體 表 面 進 行 測 量 。
詳細說明 PW1558A 是一款先進的雙向電源開關， 具有可調軟啟動、 可調電流限制閾值、 輸入欠壓、 可調輸入過壓、 過溫和短路保護。 該設備具有兩個輸入/輸出端口 VBUS1 和 VBUS2， 額定絕對 MAX 大值為 28V。 每個端口都具有獨立的使能、 輸入過壓保護（OVP） 、 外部電流限制設置和放電功能。 該設備集成了兩個 N 型功率開關 M1 和 M2， 它們串聯并與公共漏極輸出 MOUT 相連。 當 EN1 和 EN2引腳都被拉低時， 設備處于關機模式， 并關閉兩個電源開關 M1 和 M2， 以防止在端口 VBUS1 和VBUS2 之間流動電流。 用戶通過控制 EN1 和 EN2 的序列來設置電源開關 M1 和 M2 的狀態以及電流流動方向。 請參考表 1 EN1 和 EN2 的開機序列。 輸出電壓上升時間由內部 0.8 毫秒軟啟動或 SS引腳和 GND 之間的電容器外部可編程軟啟動控制。 在成功啟動序列后， 設備主動監控每個電源開關的電流， 以確保不超過由引腳 IADJ1/2 編程的過載電流限制 IADJ1/2。 設備監控輸入電壓， 并在輸入電壓尖峰超過由引腳 VADJ 設置的輸入過壓閾值時關閉電源開關。 電流限制和輸入過壓保護使輸出設備免受有害輸入電壓和電流瞬態的影響。 該設備具有內置熱敏傳感器。 如果設備結溫（TJ）超過熱調節點+125°C， 電流限制將減少， 直到 TJ 調節至+125°C 左右。 在一些致命的輸出短路事件中， 設備結溫（TJ） 迅速上升并超過熱關斷閾值 TSD（通常為+150°C） ， 設備將關閉。 應用信息 輸入/輸出雙向端口 VBUS1/VBUS2 PW1558A 作為雙向開關工作， 允許電流根據 EN1/EN2 控制序列從 VBUS1 流向 VBUS2 或從 VBUS2流向 VBUS1。 VBUS1 或 VBUS2 可以連接到適配器輸入電源或輸出到外圍設備。 設備會自動選擇來自 VBUS1 或 VBUS2 的電源， 以較高者為準。 推薦的 VBUS1/VBUS2 輸入電壓范圍為 3V 至 24V， 具有 28V 瞬態耐受性。 在 VBUS1/VBUS2 引腳與地 GND 之間并聯放置至少 22μFx2 或更高的高質量0.1μF 陶瓷型 X5R 或 X7R 旁路電容器， 以實現適當的去耦。 電容器的電壓額定值應超過 MAX 大輸入電壓范圍。 在使用長電纜的短路情況下， 電纜寄生電感和輸出陶瓷電容形成高 Q LC 諧振器。 短路高電流斜率 di/dT 可能會導致 VBUS1/VBUS2 引腳出現負電壓， MAX 高可達-10V。 VBUS1/VBUS2引腳的負電壓尖峰會觸發引腳 ESD 二極管， 對內部電源開關造成電壓應力。 如果 VBUS1 引腳和VBUS2 引腳之間的電壓差超過 28V， 電源開關將永久損壞。 為了限制短路事件中 VBUS1/VBUS2 引腳的負電壓尖峰， 建議在輸出陶瓷電容器旁邊并聯一個額外的 100μF 或 220μF 電解電容器。 由于電解電容器的高 ESR 值， 輸出寄生 L-C 諧振器的 Q 值被阻尼。 EN1 和 EN2 使能控制 使能接口引腳 EN1/EN2 的開啟/關閉閾值分別為 1.5V（MAX 小值） 和 0.4V（MAX 大值） 。 EN1 控制電源開關 M1（VBUS1 到 MOUT） ， EN2 控制電源開關 M2（VBUS2 到 MOUT） 。 將 EN1 和 EN2引腳均拉低至關閉閾值以下（<0.4V） 以禁用電源開關和所有保護電路， 設備進入低功耗關機模式，僅從輸入電源汲取 10μA 的電流。 內部有一個 1MΩ下拉電阻， 以確保在 EN1/EN2 引腳懸空時電源開關關閉。 EN1/EN2 引腳可承受 MAX 大 28V 電壓尖峰。 表 1 顯示了 EN1 和 EN2 設置的開機序列和電流流向。 欠壓鎖定（UVLO） PW1558A 會監控 VBUS1 和 VBUS2 的電源電壓， 并允許在 VBUS1 或 VBUS2 電壓高于輸入欠壓鎖定閾值 VUVLO（典型值為 2.75V） 時打開電源開關。 如果 VBUS1 和 VBUS2 的電壓均低于輸入欠壓鎖定閾值 VUVLO， 設備將關閉電源開關。 過壓保護（OVP） PW1558A 會持續監控 VBUS1 和 VBUS2 的電源電壓， 并在 VBUS1 或 VBUS2 上的電壓超過外部編程的過壓保護閾值 VOVP 時， 禁用電源開關并將 FLTB 引腳拉低以報告故障狀態。一旦 VBUS1 和 VBUS2的電壓降至輸入過壓閾值 VOVP 以下且沒有其他保護電路處于活動狀態， 電源開關將重新開啟。一個外部電阻 RVLIM 從 VADJ 引腳連接到 GND， 用于設置過壓保護閾值 VOVP。 設備向 VADJ 引腳提供典型的 10μA 電流。 通過外部 RVLIM 電阻的電壓降 VVADJ， 可以使用方程式（1） 將過壓閾值從 5V 調整到 24V：
推薦的輸入過壓閾值設置如表 2 所示。
表 2. 通過外部電阻 RVLIM 設置過壓保護閾值 軟啟動 當 EN1 和 EN2 被置為高電平時， 軟啟動控制電路會以控制電源開關柵極電壓的方式， 使輸出電壓在開機時線性上升， 直到達到輸入電壓水平。 開機時的沖擊電流受到輸出電壓通過軟啟動時間上升的速率限制。 內置的內部軟啟動時間典型值為 0.8 毫秒。 如果用戶希望軟啟動時間超過 0.8 毫秒，請在 SS 引腳和地之間連接一個外部電容 CSS 以重新調整軟啟動時間。 外部軟啟動時間的大致計算方法見方程式（2） ：
推薦的軟啟動時間設置如表 2 所示。
表 2. 通過外部電容 CSS 設置軟啟動時間 電流限制 IADJ1/IADJ2 對于電流受限的適配器或電源， 用戶可以編程輸入電流限制級別， 以防止負載電流超過電源。PW1558A 的不同電流方向的電流限制是通過連接在 IADJ1/IADJ2 和 GND 之間的外部電阻獨立設置的。 電源開關 M1（VBUS1 到 MOUT） 的電流限制由 IADJ1 電阻 RILIM1 編程， 電源開關 M2（VBUS2到 MOUT） 的電流限制由 IADJ2 電阻 RILIM2 編程。 如果發生過載， 內部電路將根據 RILIM1/2 的值限制電流， 并將 FLTB 引腳拉低以報告故障狀態。 IADJ1 或 IADJ2 引腳不能短路到 GND。 如果系統要求單個組件故障安全， 請使用兩個串聯電阻來編程輸入電流限制。 電流限制電阻 RILIM 的選擇可通過方程式（3） 計算。
公共電流限制閾值設置如表 3 所示。
表 3. 通過外部電阻 RILIM1/2 設置電流限制 短路保護 PW1558A 集成了快速跳閘比較器， 以便在 VBUS1 或 VBUS2 對地短路時快速關閉電源開關。 該設備在短路保護中采用打嗝模式工作。 一旦檢測到短路故障， 電源開關將被關閉并在給定時間內強制關閉。 在預定時間結束時， 將嘗試通過軟啟動電源開關來重啟。 如果過載條件已消除， 電源開關將打開并正常工作； 否則， 設備將再次遇到過流事件并再次關閉電源開關， 重復之前的循環。 由于過載產生的過熱在打嗝循環中只會持續很短的時間， 因此功率器件的結溫要低得多。 熱回折和熱關斷保護 PW1558A 持續監測電流， 并將其限制為 RILIM1/RILIM2 編程設定的值。 在正常操作或電流限制保護模式下， 如果內部 MOSFET 的功耗 PD = |VVBUS1 - VVBUS2| × ILOAD 過高， PW1558A 將啟動熱回折以降低電流限制值， 從而將結溫（TJ） 維持在+125°C 左右。 圖 4 顯示了熱回折電流限制。在某些致命的輸出短路事件中， 輸出電壓在電流限制 IIADJ1/IIADJ2 時下降。 這將導致結溫 TJ 隨著功耗的增加而增加， 設備結溫（TJ） 迅速上升并超過熱關斷閾值 TSD（通常為+150°C） ， 設備將關閉電源開關并將負載與電源斷開。 在冷卻期間， PW1558A 將保持關閉狀態， 直到結溫降至 TSD -20°C 以下， 之后設備將嘗試重新啟動。
故障指示器 FLTB FLTB 是一個開漏輸出， 需要連接一個外部上拉電阻至任何小于 28V 的電壓。 建議上拉電阻值為 10kΩ至 1000kΩ。 FLTB 引腳指示電源開關的狀態。 當未檢測到故障且電源開關導通時， FLTB 保持高阻抗 HiZ。 當發生以下任一故障事件時， 設備將生成警告標志并使 FLTB 輸出低電平： VBUS1/VBUS2過壓、 過電流限制、 短路和過熱。 當發生過電流或短路事件時， FLTB 輸出在典型的 3 毫秒去抖動時間內變為低電平。 FLTB 信號保持“低”狀態， 直到設備以典型的 1.5 毫秒去抖動時間退出故障事件。 VBUS1/VBUS2 端口放電功能 VBUS1 端口的放電功能由外部控制輸入 DISC1 控制， 而 VBUS2 端口的放電功能由外部控制輸入DISC2 控制（DISC1/2=Hi， 將 VBUS1/2 放電至 GND； DISC1/2=Lo， 禁用 VBUS1/2 放電功能） 。 內部放電電阻約為 350Ω。 從 MOUT 引腳取電 PW1558A 集成了兩個 N 通道電源開關 M1 和 M2， 它們與公共漏極輸出 MOUT 串聯。 雖然當EN1/EN2 引腳被拉高時， MOUT 引腳可以為其他電路提供電力， 但使用時需要特別注意。 如果使用 MOUT 引腳， 請使用至少 0.1μF 的 MLCC 電容器將 MOUT 旁路到 GND。 從 MOUT 引腳抽取的電流會影響 IADJ1/IADJ2 引腳上的電流限制設置精度。 由于電源開關 M1 和 M2 的體二極管， MOUT引腳不受過載和短路故障事件的保護。 每當 VBUS1 或 VBUS2 引腳上施加電源電壓時， MOUT 將通過電源開關 M1/M2 或 M1/M2 的體二極管跟隨電源電壓。 當 MOUT 引腳上發生短路時， 電流不能被 PW1558A 限制。 如果需要對 MOUT 引腳進行過載或短路保護， 建議在 MOUT 引腳和任何下游電路之間添加一個負載開關 IC。 布局指南 良好的 PCB 布局對于提高 PW1558A 的熱性能和整體性能非常重要。 為了優化開關對輸出短路條件的響應時間， 請保持所有走線盡可能短， 以減少電源/GND 走線寄生電感的影響， 并在 VBUS1/VBUS2到 GND 之間添加 EC 電容器（MAX 多 100uF） ， 以補償電源線（例如 USB Type C 線） 的不必要寄生電感。 VBUS1、 MOUT 和 VBUS2 引腳按照以下圖示連接， 以減少阻抗并改善功率損耗 使用接地平面來增強 PW1558A 的散熱能力。 將輸入和輸出旁路電容器盡可能靠近 VBUS1、 VBUS2 和 MOUT 引腳放置。
相關了解|DC-DC升壓芯片代理|DC-DC降壓芯片代理商|升降壓芯片|鋰電池充電芯片1節，兩串，三串，四串等|LDO穩壓芯片|MOS管|傳感芯片等|夸克微科技 |
