在模擬基帶所需集成度和成本水平給定的情況下，通常使用基于 CMOS 技術(shù)的 IC 工藝，其電壓承受范圍為 4.5 到 6 伏特 (V)。更低的半導(dǎo)體工藝電壓一般意味著片上電源組件更高的數(shù)字密度和更小的硅芯片尺寸，例如：晶體管和二極管。這便帶來更小的裸片尺寸和封裝，從而獲得更低的總系統(tǒng)成本。但是，其通常還伴隨著更高的過壓敏感度，從而產(chǎn)生電氣過應(yīng)力。

這就是說，保護(hù)解決方案的輸出必須保證在任何輸入環(huán)境下都不超出這個電平，包括靜態(tài) DC 操作電平和瞬態(tài)條件。理想情況下，它調(diào)節(jié)輸出到某個預(yù)設(shè)限制，同時在沒有損壞的情況下接受一個寬輸入范圍。在情況 A 中，假設(shè)基帶 IC 和其他子系統(tǒng)組件可以承受約 6V 的絕對較大電壓，例如：線性穩(wěn)壓器 (LDO) 和 DC/DC 開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器等。因此，保護(hù) IC 的輸出被調(diào)節(jié)到額定 5.5V，以容許瞬態(tài)響應(yīng)時間帶來的調(diào)節(jié)容差。

該保護(hù)電路輸入兼顧 “正常使用”環(huán)境、充電時正常操作期間出現(xiàn)的可承受瞬態(tài)條件，以及系統(tǒng)需要徹底保護(hù)的異常瞬態(tài)。

通過 USB 電源充電在當(dāng)今十分流行，其中，USB 2.0 規(guī)范規(guī)定額定 VBUS 工作電壓為 5V，較小電壓為 4.75V，而較大電壓為 5.25V。這些電源可能是符合 USB 規(guī)范的電腦 USB 端口或 USB 集線器。但是，它們也可以從一個調(diào)節(jié)過的 AC/DC 墻上適配器獲得電源，其“模仿”USB 端口的電源行為。這里的正常使用環(huán)境是指 5V 額定電壓。但是，新興的中國通用標(biāo)準(zhǔn)充電適配器規(guī)范打算簡化 USB 端口和適配器供電終端設(shè)備的電源使用，其要求在高達(dá) 6V 的 VBUS 電源瞬態(tài)期間也要不間斷充電，而該電壓超出了模擬基帶的額定電壓，并且會導(dǎo)致?lián)p壞。就這類應(yīng)用而言，建議使用 5.85V 的輸入 OVP 電平，超出該電平保護(hù)電路便會切斷系統(tǒng)的電源。如果在該輸入 OVP 閾值以下，輸出就會被調(diào)節(jié)到安全的 5.5V。這就是說，達(dá)到 OVP 電平的運(yùn)行是理想的，并被視作可接受的瞬態(tài)環(huán)境。OVP 電平以上的瞬態(tài)環(huán)境被視作異常，需要對系統(tǒng)進(jìn)行隔離。假設(shè)系統(tǒng)工作在保護(hù)模式下。一流的集成保護(hù)電路可以承受高達(dá) 30V 的過壓，并能從這種狀態(tài)下恢復(fù)正常。超出這一電平時，可增加如齊納二級管等附加電路來對 30V 電平以上的 OVP IC 進(jìn)行保護(hù)。

在未穩(wěn)壓、低成本 AC/DC 墻上適配器的應(yīng)用情況中，負(fù)載條件下額定適配器電壓可能規(guī)定為 5V。但是，由于這些低成本適配器的固有特性，無負(fù)載條件下在首次接入期間可能會出現(xiàn)高達(dá) 10V 的開路電壓，其會立刻毀壞低壓芯片組。在這種情況下，便會用到 10.5V OVP 閾值的保護(hù)電路，保護(hù)電路輸出穩(wěn)壓到安全的 5.5V。根據(jù)不同的輸入電源，需要選擇具有合適 OVP 電平的正確解決方案。

圖 2 顯示了這類線性穩(wěn)壓模式過壓保護(hù)解決方案的電壓保護(hù)情況。

圖 2 顯示了這類線性穩(wěn)壓模式過壓保護(hù)解決方案的電壓保護(hù)情況。

0V 到欠壓鎖定 (UVLO) 電平（IC 工作電平）的輸入電壓情況下，保護(hù)電路的輸出保持在 0V。盡管輸入電壓低于調(diào)節(jié)電壓 VO(REG) ，但是 VUVLO 以上時輸出電壓會跟蹤輸入電壓低于保護(hù)電路的保護(hù) FET 的 RDS,on 帶來的壓降。輸入電壓在 VO(REG) 和 VOVP 之間時（也即容許瞬態(tài)條件閾值），輸出被穩(wěn)壓到 5.5V。如果輸入電壓上升至 VOVP 以上，則保護(hù) FET Q1 被關(guān)閉，從而去除輸出電源。其響應(yīng)必須迅速，F(xiàn)ET 須在一微秒以內(nèi)關(guān)閉。這種狀態(tài)通過一個 FAULT 信號發(fā)送至主機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)輸入電壓返回到 VOVP 減去滯后電壓 Vhys(OVP) 以下但仍然在 VUVLO 以上時，保護(hù) FET 在一個 tON(OVP) 抗尖峰脈沖時間后再次開啟，以保證輸入電源已穩(wěn)定。

解決方案的過電流保護(hù) (OCP) 閾值可以通過一個電阻器來實(shí)現(xiàn)可編程，以達(dá)到易用性。如果負(fù)載電流要超出 IOCP 閾值，則器件在 tBLANK(OCP) 消隱期間對電流進(jìn)行限制。如果負(fù)載電流在 tBLANK(OCP) 時間結(jié)束以前返回至 IOCP 以下，則該解決方案繼續(xù)工作。但是，如果過電流狀態(tài)持續(xù)處在 tBLANK(OCP) ，則 Q1 關(guān)閉一個 tREC(OCP) 的恢復(fù)時間段，同時發(fā)送一個故障信號。FET 在恢復(fù)時間以后再次開啟，并且電流再次受到全程監(jiān)控。一旦 OCP 故障出現(xiàn)，內(nèi)部計(jì)算器便遞增。如果一個充電周期內(nèi)出現(xiàn)幾個 OCP 故障，則 FET 就會被永久關(guān)閉。通過取下并重新接通輸入電源或重啟器件，可以清零計(jì)算器。為了防止輸入電壓出現(xiàn)輸入線纜電感引起的尖峰上升，可以慢慢關(guān)閉 Q1，以實(shí)現(xiàn)一次“軟停機(jī)”。

也可以實(shí)施一種更嚴(yán)格的電池過壓保護(hù)，其對每個電池過壓事件均發(fā)送故障信號。

情況 B：綜合保護(hù)和充電功能

在一個單獨(dú) IC 中考慮充電器功能的情況下，應(yīng)該實(shí)施類似的過壓保護(hù)和電流限制功能，以保護(hù)系統(tǒng)免受 DC 電源線上過壓峰值的損害，同時允許使用低成本、未穩(wěn)壓的墻上電源。充電 IC 還必須進(jìn)行不超出子系統(tǒng)諸多限制的正確的輸出電壓穩(wěn)壓。另外，充電器解決方案現(xiàn)在需要對許多功能進(jìn)行管理，例如：USB 電流限制和電源路徑管理等，以保證符合標(biāo)準(zhǔn)和不違反所有工作條件的系統(tǒng)啟動。圖 3 顯示了一個具有集成 OVP 和輸入電流限制的 USB 標(biāo)準(zhǔn)充電實(shí)施。

當(dāng)今的一些先進(jìn)解決方案，能夠在同時、獨(dú)立地為電池充電期間也為系統(tǒng)供電。這就減少了電池的充放電周期數(shù)，實(shí)現(xiàn)了正確的充電終止，并使系統(tǒng)能夠運(yùn)行在缺陷或無電池組的情況下，例如：生產(chǎn)測試環(huán)境等。它甚至還允許在電池完全放電的情況下即時開啟系統(tǒng)。輸入電流監(jiān)控和限制是達(dá)到 USB 標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。在許多應(yīng)用情況中，對電池充電和運(yùn)行系統(tǒng)的輸入電源可以是一個 AC/DC 適配器，也可以是一個 USB 端口。動態(tài)電源路徑管理 (DPPM) 在系統(tǒng)和電池充電之間共享電源電流，并在系統(tǒng)負(fù)載上升時自動減少充電電流。當(dāng)通過 USB 端口充電時，如果輸入電壓降至防止 USB 端口崩潰的閾值以下，則基于輸入電壓的動態(tài)電源管理 (IDPM) 便減少輸入電流。當(dāng)適配器無法提供峰值系統(tǒng)電流時，電源路徑架構(gòu)還允許電池補(bǔ)償這類系統(tǒng)電流要求。我們的標(biāo)準(zhǔn)是使用恒流、恒壓 (CCCV) 充電方案和利用預(yù)充電和溫度達(dá)標(biāo)的電池預(yù)調(diào)節(jié)。

輸入電壓保護(hù)

與單獨(dú)保護(hù)解決方案類似，充電器應(yīng)防止出現(xiàn)高輸入電壓損壞。當(dāng)輸入電壓高于 VOVP 的持續(xù)時間超過抗尖峰脈沖時間時，OVP 便關(guān)閉輸出穩(wěn)壓，并中斷充電。在 OVP 時，系統(tǒng)輸出 (O