Agenda:
- FPF2895C介紹
- FPF2895C 特性
- FPF2895C 應用
- FPF2895C 線路
- FPF2895C 內部方塊圖
- FPF2895C 封裝
- FPF2895C腳位及功能介紹
- FPF2895C 規格
- FPF2895C 功能
- 結論
1. FPF2895C介紹
FPF2895C是一款具備28V和5A額定電流限制的電源開關，它提供過電流保護(OCP)、過電壓保護(OVP)以及反向電流保護(TRCB)功能，以保障系統安全。27mΩ的低導通電阻，並採用 WLCSP封裝，能在4V至22V的輸入電壓範圍內操作。
FPF2895C支援±10%的電流限制精度，並提供靈活的操作選項，包括可選擇的過電壓保護、開關極性選擇以及過電流保護行為，可根據系統需求進行優化調整。
FPF2895C採用24 bump的晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)，尺寸為1.67mm*2.60mm，pitch為0.4mm，為系統設計提供了更多的靈活性與空間節省。
2. FPFC2895C特性
- 輸出能力：28V/5A
- 輸入電壓範圍寬廣：4V~ 22V
- 超低導通電阻
- Typ. 27mΩ@5 V / 25 ℃
- 可透過外部RSET調整電流限制
- 範圍：500mA~5A
- 可選擇過壓保護點功能，透過OV1和OV2輸入設定
- 5.95 V ± 50 mV
- 10 V ± 100 mV
- 6.8 V ± 300 mV
- 23 V ± 460 mV
- 可選擇的開關極性
- 可選擇的過電流行為模式
- 自動重啟模式
- 恆流源模式
- 反向電流保護功能(TRCB)
- 過溫保護
- Open Drain FLAGB通知Pin
- 符合UL60950−1、IEC60950−1及IEC62368−1認證，最大負載5A
- 靜電保護能力
- 2 kV HBM & 1 kV CDM
- 15 kV Air Discharge & 8 kV Contact Discharge under IEC 61000−4−2
3. FPFC2895C應用
- 筆記型電腦、桌上型電腦和顯示器
- 電源配件
4. FPFC2895C 線路
5. FPF2895C內部方塊圖
6. FPF2895C 封裝
Pitch0.4
單位:mm
7. FPF2895C腳位及功能介紹
8. FPF2895C 規格
- OCP限流規格:
為了精準控制過電流保護機制，您需要根據所需的限流值（Ilim），計算出相對應的設定電阻（RSET）。計算公式如下所示：
RSET (kΩ) = 4448.6/ Ilim [mA]
在選擇電阻時，建議選用公差在1%以內的精密電阻，以確保系統的穩定性和可靠性。 限流範圍設定應介於0.5A至5A之間。
以下表格提供了不同限流值對應的電阻設定參考，以便於您根據實際需求進行選擇：
請注意，這些數值僅供參考，實際應用時可能需要根據具體的電路設計和性能要求進行微調。確保在設計階段進行充分的測試，以保障電路在各種條件下均能正常運作。
- OVP規格:
您可以透過設定OV1與OV2來選擇所需的OVP（過壓保護）電壓值。為了提供多樣化的保護，我們提供了四組不同的保護電壓選項，分別為5.95伏特、10伏特、16.3伏特以及23伏特，以滿足各種不同的應用需求。
- IC開關極性規格:
9. FPF2895C 功能
- IC ON/OFF
我們可以透過IC的ON腳位來控制該IC的開啟或關閉。此外，POL腳位提供我們調整開關的極性。如上圖所示，在POL腳位為低電位(L)時，ON腳位為高電位("H")時IC啟動，此為Vout的輸出對應ON腳位開關的時序圖
- OVLO 過電壓保護功能
過電壓保護的動作時序圖說明如下：當輸入電壓Vin超出設定的過電壓保護(OVP)閾值時，輸出電壓Vout將下降至Vin的90%。計時器將開始計時150nS後，系統會自動切斷Vout電源，同時FLAGB腳位在OVP觸發時會轉為低電位(L)。
一旦Vin的電壓回落至OVP閾值以下，Vout將恢復正常輸出，而FLAGB腳位則會恢復為高電位(H)。
- OCP過電流保護功能
- Auto-restart Mode:
上圖展示的是OCP保護機制，當OC針腳設定為「高電位 (H) 」，即進入過電流保護的自動重啟模式。
當過電流超出ILIM設定值時，輸出電流Iout會被限制在ILIM，輸出電壓Vout下降。此時，計時器開始計時5毫秒，如果在此期間過電流持續存在，則會切斷Vout和Iout，同時FLAGB針腳狀態變為「低電平」。接著，計時器會計時200毫秒後自動嘗試重啟。如果過電流情況仍然存在，則系統會再次進入保護模式，直到過電流問題被解除，Vout才會恢復正常，FLAGB針腳也會回到「高電平」狀態。
- Current source mode:
如上圖所示，當OC pin設定為「低電位（L）」，即處於恆流源保護模式。一旦發生過電流情況，輸出電壓（Vout）將會下降，同時輸出電流（Iout）會被限制在預設的限流點（Ilimit）。在此狀態下，計時器將開始計時5毫秒（ms），計時結束後，FLAGB腳位會切換至「低電位（L）」，並保持此狀態直到過電流狀況被解除。一旦過電流問題排除，輸出電壓（Vout）將恢復至正常水平，而FLAGB腳位則會回到「高電位（H）」。
- TRCB 逆向電流保護功能
FPF2895C晶片具備逆向電流保護機制。如上圖所示，當輸出電壓(Vout)超過輸入電壓(Vin) 40毫伏特時，該晶片會自動切斷內建的MOSFET，阻止電流逆流。此保護狀態將持續到輸出電壓降至低於輸入電壓40毫伏特以下，此時晶片才會重新啟動內部MOSFET，恢復正常工作。
- Short 短路保護功能
10. 結論
FPF2895C是一款集成了過壓保護(OVP)、過流保護(OCP)以及逆向電流保護(TRCB)功能的高效能負載開關。它能夠承受高達28V的輸入與輸出電壓，並擁有極低的27mohm內部電阻，確保了電路的高效率運作。此外，透過外部控制引腳，使用者可以便捷地調整過電壓和過電流的保護閾值，以及IC開關的極性。FPF2895C還配備了FLAGB通知引腳，當系統發生過電壓、過電流、低電壓或過熱保護狀況時，能即時發出訊號通知微控制器(MCU)。
FPF2895C尤其適用於USB PD（USB電源傳輸）或其他對電流保護要求嚴格的應用場景。無論是個人電腦系統還是外部周邊設備，無論是作為電源供應或電源接收端，FPF2895C都能提供完善的解決方案。其內建的多功能性不僅讓設計更加靈活，而且集成的MOSFET和保護偵測線路大幅減少了保護電路所需的空間和元件數量。特別是在USB PD應用中，逆向電流保護功能是至關重要的一環，FPF2895C的應用能夠為系統提供全面的保護，同時降低周邊元件的使用，減少表面貼裝技術(SMD)的打件數量，從而有效降低整體保護電路的成本。
資料參考來源: onsemi官方網站
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