陈超

（上海晶准电子科技有限公司，上海 201100）

1 芯片介绍

本文所设计的芯片是一款集成过压保护及过流保护为一体的保护开关芯片，实现在输入端检测到高压或者大电流时将开关及时关闭，从而阻隔了高压或者大电流的通过，避免了对后端器件造成损害，此外，本芯片还具有过温保护以及锂电池过充保护等功能，可以实现在充电过程中对整个系统的全面保护工作。

本次设计的芯片主要由功率开关管和控制电路两部分组成，开关管漏极和源极分别与芯片的输入和输出相连接，控制电路的输出与开关管的栅极连接，因此通过调整控制电路的输出电压就可以控制开关管的导通与关断。

由于芯片的输入电压可能是高压，因此不能用普通的CMOS 工艺来设计，而需要采用高压BCD 工艺。功率开关管的性能要求是耐高压、RDSON小、开关速度快，所以需要采用BCD 工艺中的DMOS 来设计[1]。

具体功率管可以采用NMOS 或者PMOS，以图1 中的NMOS 管为例，该芯片的工作原理：当输入电压和输入电流不大时，控制电路的输出电压为高，此时开关管导通，外部输入的电压和电流可以顺利的通过开关管，流入到后端电路；当输入电压较高或者输入电流较大时，控制电路的输出电压为低，此时开关管关闭，高压和大电流就被阻隔在开关管输入端一侧，无法进入后端电路，从而达到了保护的目的。

图1 保护开关芯片的工作原理

2 电路设计

2.1 拓扑结构

如图2，该开关保护芯片拓扑结构，具有6 个端口分别是VIN、VOUT、EN、GND、ISET、BAT。……