【新品發佈】艾為電子推出筆電端口保護MOSFET

USB(Universal Serial Bus)中文含義是「通用串行總線」。由於其具備可以熱插拔、攜帶方便、標準統一、可連接多個設備的優點，被大量應用。USB端口是目前所有PC上最常用到的接口之一，我們常説的Type-C是USB-C連接器的具體形態標準，符合USB規範，並且兼容傳統的USB接口。AW403010QCSR是一款耐壓30V，Rss(on)  = 10mΩ@ VGs4.5V，Rss(on) = 7mΩ@ VGS10V的共漏極WLCSP封裝的Dual N-Channel MOSFET，常用在筆電充電端口的VBUS供電線路上實現OVP和雙向隔離功能，在多節電池應用的小型手持設備中可用來實現電池保護功能。

產品規格主要參數

• BVss ＞30V
• BVGs ＞±20V
• Rss(on) typ. 10mΩ（VGs 4.5V）
• 2kV ESD HBM

• 封裝：WLCSP-10L 3.37mm×1.47mm×0.205mm

圖1 AW403010QCSR封裝外觀圖

典型應用圖

作為Dual N-Channel MOSFET，AW403010QCSR可應用於在多節鋰電池保護線路上，需要搭配鋰電池保護IC一起使用，放在接地端，作為鋰電池過充/放電流、過充/放電壓和負載短路等保護的開關器件。CSP封裝的背靠背Dual NMOS減小了外置MOSFET的PCB佔用面積。VBUS向內部VSYS供電時，功率路徑通過外置的MOSFET，檢測插入並握手成功后，根據VBUS調節MOSFET的驅動電壓，MOSFET導通，正常為后級供電，使用較低Rss(on)的MOSFET有較低的導通損耗。端口過壓后，PD Controller控制Gate和Source端壓差小於開啟電壓值，快速關斷MOSFET從而保護后級不被損壞。圖2 AW403010QCSR 在Type-C接口的原理圖圖2為某筆電主板65W充電器插入對應的VBUS和VGS波形變化，VBUS接入5V電壓，檢測到快充后在ms級別的時間內變化到20V，MOSFET的驅動電壓在VBUS改變前已經發生變化，保證MOSFET開啟正常為后級供電。 圖3 AW403010QCSR 在某筆電Type-C接口的VGS實測波形

MOSFET產品選型注意事項

圖4 AW403010QCSR 在鋰電池保護線路的原理圖MOSFET正常工作時功耗很小，但是在保護響應及關斷時間內的瞬態功耗較大。因為電池包的Pack+和Pack-在外部短路時，會產生較大的短路電流，控制IC需要在百微秒的時間內迅速響應並關斷MOSFET，鋰電池保護IC控制MOSFET的關斷時間一般在幾十μs，MOSFET關斷瞬間可能導致器件損壞。

所以在選擇MOSFET產品時要注意兩個方面：

1. 由於迴路寄生電感的存在，關斷瞬間可能有較大的尖峰電壓，瞬態電壓超過了MOSFET的耐壓值會損壞器件，所以建議MOSFET的耐壓值至少為電池包穩態最高電壓的2倍。

2. MOSFET關斷的能量損耗較大，器件也會因為過熱而損壞，需要根據實際應用場景在驅動能力和能量損耗之間折衷選擇。

表1 艾為電子MOSFET產品選型表

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