USB电源过流保护芯片应用介绍
 
USB电源相关要求
 
USB应用的电压等级是5V，但是有个波动范围是4.75到5.25V之间；USB2.0的电流大小是500mA，USB3.0的电流大小是900mA，因为USB相关组织规定了USB应用的安全性，因此对USB供电实现过流保护的功能，因此才产生USB过流保护芯片这个东西，当然保险丝可以实现同样的功能但是保险丝难以控制，利用熔断来保护系统，不够智能且难以恢复。
 
因此接下来我们只介绍USB过流保护芯片。本次介绍的芯片模板文档是如下的：
 Microchip的MIC2005A芯片【https://www.microchip.com/wwwproducts/en/MIC2005A】
 
关于USB相关电路设计以及相关基础知识可以查看之前的博文：
 
1、USB硬件设计注意事项
 
2、USB接口
 
3、USB OTG原理
 
4、USB ID信号
 
典型应用场景
 
 
以上就是典型的应用场景，即就是5V电源通过该芯片给后端USB供电，该芯片又由主控制器来控制；当未发生异常，则芯片一直持续工作；当发生过流时，系统主控可以很快地检测到这种情形，然后来关闭该芯片，进而保护系统以及后端负载。
 
发生过流的原因：
 1、这个可能是系统本身设计的不合理或者异常导致的；
 2、也有可能是负载发生短路或者负载异常导致的过流发生。
 
芯片符号
 

 
 
 
引脚描述
 
 
VIN：输入引脚，供电电源输入，这个电源提供负载输出电源以及内部供电；
 GND：接地引脚；
 EN：输入引脚，芯片使能控制端；
 FAULT/：输出引脚，错误状态；该引脚上的逻辑低电平指示开关处于限流状态，或已被热保护电路关闭。这是一个漏极开路输出，允许对多个开关进行逻辑或。
 CSLEW：输入引脚，摆率控制。 在此引脚和VIN之间添加一个小电容会减慢功率FET的导通速度。
 VOUT：输出引脚，负载电源输出引脚，连接负载在这个引脚和地之间；
 ILIMIT：输入引脚，设定电流限制阈值引脚，连接一个电阻在这个引脚和地之间；
 EP：热焊盘，此类芯片可能会发热，因此需要这个热封装焊盘接地；
 
Absolute Maximum Ratings 绝对最大参数
 

 Absolute Maximum Ratings指的是绝对最大参数
 Vin和Vout指的是输出输入电压范围；
 All other pins指的是除过输入电源和输出电源的引脚；
 Power Dissipation指的是功耗最大值；
 Continuous Output Current指的是持续输出电流能力；
 Maximum Junction Temperature指的是芯片晶圆表面的最大温度值；
 Storage Temperature指的是存储温度；
 Lead Temperature指的是焊接温度；
 
Electrical Characteristics 电气参数值
 
 
Ileak指的是漏电流的大小，请注意测试条件或者环境是当输出为0V，EN引脚不使能状态时，输出漏电流大小为最大100uA；
 
**RDS(ON)**指的是当电源芯片开启工作时，5V输出，100mA负载下，功率MOS管的导通阻抗为最大275mΩ，也就是0.2欧；
 
ILIMIT指的是输出电流的限制值，这个取决于选择芯片型号，一般是有固定输出电流限制值的版本，也有可调节输出电流限制的版本；
 

 RDSCHG指的是负载泄放电阻，注意测试条件是当输入为5V电压，测得的阻抗值为最大200欧姆；
 
其实这个准确描述是当输入通电，EN脚不使能，在输出端加上一定电压，此时测得电流就可以知道泄放电阻的大小；
 
ESD 静电防护等级
 

 $个人理解$
 
ESD等级指的是ESD的防护等级，请注意芯片的静电防护等级和我们直接使用静电枪来测试测试系统的静电等级不一致，芯片测试的仪器是专用仪器，相当贵。
 
请注意
 1、VESD_HB指的是人体放电模型；
 2、VESD_MCHN指的是机器放电模型；
 
相关时序
 
 
这个时序表示的是当EN使能时，输出电压输出的电压曲线与时间的关系。要注意上调图中的延迟时间。
 
功能框图
 
 
VUVLO指的是输入电源的保护，包含过压保护与欠压锁定（就是芯片输入电源太低，保护芯片不启动，具体的原理就是输入增加的比较器电路，输入电压和设定值比较，一般速度是很快的）。
 
GATE CONTROL指的是门极控制，主要是控制功率MOS管的开启与关断；
 
THERMAL SENSOR指的是热传感，即就是芯片过热时，也会将芯片关断，直到芯片内部温度降到设定的阈值以下。
 
CONTROL VOLTAGE DETECTOR指的是芯片内部的逻辑功能控制部分，是芯片最为核心的部分，也就是芯片的大脑。
 
功能描述
 
1.输入和输出
 
VIN既是驱动开关的内部电路的电源连接，也是功率MOSFET开关的输入（源极连接）。VOUT是功率MOSFET和电源的漏极连接给负载供电。在典型电路中，电流从VIN流向VOUT，流向负载。由于启用时开关是双向的，因此如果VOUT大于VIN，电流将从VOUT流向VIN。当开关被禁用时，除了很小的不可避免的几微安的漏电流外，电流不会流到负载。 但是，当开关禁用时，如果VOUT超过VIN的二极管压降（〜0.6 V）以上，则电流将通过功率MOSFET的体二极管从输出流向输入。
 
如果您的应用程序需要释放CLOAD，请考虑使用MIC20X4或MIC20X7。 这些MIC20XX系列成员均配有放电FET，以确保CLOAD完全放电。
 
2.电流检测和限制
 
MIC20XX通过持续监控流过片上功率MOSFET的电流来保护系统电源和负载不受损坏。负载电流通过与功率MOSFET开关并联的电流镜进行监控。 电流限制被调用当负载超过设置的过电流阈值时。
 
激活电流限制后，输出电流将被限制为极限值，并保持在该水平，直到移除负载/故障，负载的电流需求降至极限值以下或开关进入热关断状态为止。
 
 
图3标签键：
 A.MIC201X负载过大（在该时间尺度上看不到压摆率限制）初始电流浪涌受整体电路电阻和电源兼容性的限制，或者次级电流限制，以较小者为准。
 由于内部发热，功率FET的RON增加（为强调起见，夸大了效果）。
 C.Kickstart™期。
 D.启动电流限制。 故障/变为低电平。
 E.VOUT不为零（负载很重，但在VOUT = 0V时不会出现短路）。短路响应的极限响应将是相同的）。
 F.热关机，然后热循环。
 G.释放了过多的负载，仍保持正常负载。 MIC201X退出电流限制。
 H.FAULT /延迟时间，然后是FAULT /变为高电平。
 
$个人理解$
 
过流相关新式叫法这个称谓只是自己厂商的叫法，其实就是当过流状况发生时，状态只是输出Fault变为低电平表示芯片输出异常，此时芯片内部开始控制，也就是开始进行MOS的关闭，但是在此过程中，因为不是一直关闭而是关闭一段时间再开启一段时间，如此循环，也就是过流解除了，就会恢复到稳定状态；另外因为处理有延迟，因为可能有误差；注意在此过程也伴随着过热的状态，因为短路电流很大，造成的发热很厉害，此时一旦芯片内部温度达到设计定阈值，芯片仍旧会关断输出。
 
3.Undervoltage Lock-Out欠压锁定输出
 
欠压锁定功能可确保在器件达到最低2V，典型2.25V和最高2.5V的UVLOTHRESHOLD最低输入电压之前，不会发生异常操作。（请注意不同的芯片欠压保护存在差异，但是差异很小，基本都在2V左右）。
 在达到该电压之前，输出开关（功率MOSFET）为OFF，并且没有任何电路功能（例如FAULT /或ENABLE）被认为是有效或可操作的。
 
当启用开关时，VUVLO用作输入电压监控器。监控VIN引脚的电压降，表明VIN电源负载过大。
 当VIN低于VULVO阈值电压（VVUVLO_TH）达32ms或更长时，MIC20XX将禁用开关以保护电源并允许VIN恢复。经过128ms后，MIC20X6使能开关。
 只要VIN低于典型值为250mV的VUVLO阈值电压（VVUVLO_TH），此禁用和使能循环就会继续。
 VUVLO电压通常由VIN至GND之间的分压器建立。
 
个人理解
 
实现方式就是使用两个分压电阻，将Vin分压的电压给到芯片相关引脚，该分压值和该引脚内部参考电源作比较，当分压值小于参考电压时，芯片锁定不开启，从而保护芯片实现欠压锁定，该功能的反应时间一般是nS级别。
 
4.ENABLE 使能控制
 
ENABLE引脚是逻辑兼容输入，可激活主MOSFET开关，从而为VOUT引脚供电。ENABLE是高电平有效或低电平有效的控制信号。ENABLE可能被驱动为高于VIN，但不高于5.5V且不低于–0.3V。
 
个人理解
 
注意，该引脚我们一般是直接上拉到Vin或者下拉电阻到地；还有就是通过处理器的IO口来控制这个引脚，但是此时我们需要注意使用IO口时，尽量不要上拉处理，需要上拉的需要时注意IO口的电压范围，请注意是3.3V还是5V。
 
5.FAULT/ 错误知识输出
 
FAULT /是一个N沟道漏极开路输出，当开关开始限流或进入热关断状态时，该信号有效（LOW true）。
 当发生可能被认为是故障的事件时，FAULT /会在短暂的延迟后断言。
 此延迟可确保仅在有效，持久，过流条件下才断言FAULT /，并且可以滤除瞬态事件错误报告。
 在MIC200X中，FAULT /在短暂的延迟时间（典型值为32ms）后置位。 清除故障后，FAULT /保持置位状态，持续32ms的延迟时间。
 
由于FAULT /是漏极开路，因此必须使用外部电阻将其拉高，并且可以与其他类似的输出进行线或运算，并共享一个上拉电阻。FAULT /可以连接到高于VIN但不高于5.5V的上拉电压源。
 
个人理解
 
也就是说该引脚可以连接到Vin，也可以连接到与CPU同电源域的电源上，但是请不要连接到输出电源引脚上。因为当输出异常时，该引脚就失去指示的作用了。
 
6.Soft-Start Control 软启动控制
 
通过开关充电时，较大的电容性负载会产生明显的浪涌电流浪涌。因此，MIC20XX系列开关提供了内置的软启动控制，以限制初始浪涌电流。当ENABLE引脚使能开关时，通过控制功率MOSFET来实现软启动。
 提供CSLEWpin可以增强导通时输出电压斜坡的控制。此输入使设计人员可以选择减小输出的摆率，通过在CSLEW和VIN引脚之间添加一个外部电容来提高速率（降低电压上升）。
 
个人理解
 
其实就是在内部MOS管的S极以及G极增加一个电容，目的是减小MOS瞬间开启时的启动电流大小。
 
原理如下所示：
 
 
7.Thermal Shutdown 热关断
 
如果芯片温度超过安全工作水平，则采用热关断保护MIC20XX系列开关免受损坏。热关断会关闭输出MOSFET并在芯片温度达到145°C时断言FAULT /输出。当芯片温度降至135°C时，该开关将自动恢复操作。
 
如果恢复操作导致模具重新加热，将会发生另一个停机周期，并且开关将继续在ON和OFF状态之间循环，直到解决了过电流情况为止。根据PCB布局，封装类型，环境温度等的不同，从发生故障到输出MOSFET被关断可能需要数百毫秒的时间。该延迟是由于系统本身内部的热时间常数引起的。
 
在任何情况下，器件都不会由于热过载而损坏，因为芯片温度会通过片内芯片连续监控电路。
 
8.Setting ILIMIT 设定电流
 
MIC2009 / 2019的电流限制可由用户编程，并由连接在ILIMIT引脚和GND之间的电阻控制。 该电阻器的值由以下公式确定：
 
 
个人理解
 
注意，使用电阻时，一定要使用1%精度电阻，因为这样的话设定值很准。因为CLF值本身存在误差最大和最小，然后电阻又存在误差，这样的话最后除法的误差更大，所以我们尽量减小误差，选择高精度电阻。
 另一个需要注意的就是，不可能会有所有你需要的1%精度电阻，所以取值时需要注意折中处理。
 
9.ILIMITvs. IOUTMeasured 电流限制和输出电流测量
 
MIC20XX的限流电路在限流过程中旨在用作负载的恒定电流源。
 当负载试图拉出的电流超过分配的电流时，VOUT下降，输入至输出电压差增大。当VIN- VOUT超过1V时，IOUT降到ILIMIT以下，以减少系统电源上的故障电流消耗，并限制开关的内部发热。
 在测量IOUT时，请牢记这一电压依赖性，这一点很重要，否则，当真正不存在测量数据时，测量数据可能会表明存在问题。
 
10.Automatic Load Discharge 自动负载泄放
 
当需要快速从VOUT引脚上移除电荷时，自动放电是一项有价值的功能。这样可以更快地关闭负载电源。这还可以防止向连接到VOUT引脚的设备提供任何电荷，例如USB，1394，PCMCIA和Cable CARD™。自动放电由并联的MOSFET从VOUT引脚到GND进行。禁用该开关时，将执行先断后通操作，以关闭主功率MOSFET，然后启用并联MOSFET。MOSFET的总电阻和内部电阻通常为126Ω。
 
个人理解
 
注意这个功能需要是在Vin提供电源，即就是正常供电；但是EN关断时才能起到作用，即就是EN不使能，此时这个才能起到快速放电的作用。
 当系统直接全部断电时，也就是通过开关直接下电时，这一功能根本没使用到，所以此时我们在设计时还是需要外部预留电阻，来实现放电的效果，这一点需要多多注意。
 
11.Supply Filtering 供电滤波
 
在开关的VIN和GND引脚附近放置一个至少1μF的旁路电容是良好的设计实践，也是开关正常工作所必需的。这将控制电源瞬变和振铃。没有旁路电容器，可能会产生大电流浪涌或短路，会在VIN上产生足够的振铃（来自电源引线电感），从而导致开关的控制电路工作不稳定。
 为了获得最佳性能和高质量，建议使用低ESR的电容器，最好是陶瓷电容器。当使用10μF及以上的电容器旁路时，优良作法是将一个较小值的电容器与较大的电容器并联，以处理任何线路瞬变的高频分量。
 建议在0.01μF至0.1μF的范围内。同样，应选择优质，低ESR的电容器。
 
个人理解
 
注意这个所谓的电源引线需要一定条件，假如是U盘这种设备，就不存在所谓的电源引线；另外就是该条件的发生需要很多的条件，比如走线很长、并且走线很细，大多数情况下，在一个小系统设计里面，该种情形不存在，所以请注意。
 
12.Power Dissipation 功率损耗
 
功率损耗指的就是功率消耗，一般是用来发热的那部分功耗；对于这个器件，那就是当芯片工作时，MOS管的开启电阻所产生的热功耗（主要是这部分，当然芯片内部也会消耗，但是占很小一部分），这个一旦很大，很可能损坏芯片的，所以请注意。
 
个人理解
 
还有就是其实芯片发热与采用的PCB板材、芯片的封装、PCB的板层、以及PCB的Layout关系很大，但是我们只讲芯片本身的问题，也就是本身功耗的控制与注意。
 
芯片的选择
 
1、电流
 我们USB常见的电流是500mA，如果你是标准的，那么你就需要500mA限流的芯片；如果是USB3.0那你就要选择是900mA的芯片；如果你是不确定，那建议你选择可调输出电流限制的芯片，后续只需要变更配置电阻就可以了；
 
2、电压
 虽然我们讲的是USB的限流开关，此时电压被限定为5V，但是请注意此类芯片规格很多，不局限于5V，也有3.3V、1.8V的，一定要根据自己的需求选择。
 
3、封装
 有些是5引脚封装、有些是6引脚封装，请注意自己的需求，因为两者虽然差异不大，但是对于散热还是有一定的影响；但是还请注意，有些是球形封装，就是引脚在芯片下面，这一类芯片在测试时很难引出飞线，所以请注意这一点。
 
4、兼容性
 现在我们一家公司不可能只使用一家作为供应商，因为现在商业形势竞争激烈、也很复杂，所以我们在选择多个公司作为供应商时，需要注意芯片是否兼容，因为兼容的话只需要一个设计，不兼容的话可能需要很多设备设计；
 
5、MOS开启阻抗
 因为大多数情况下我们需要考虑功耗问题，所以我们需要注意MOS管的开通阻抗，此值一般是越小越好，越小则功耗越小。
 
6、成本
 简单来说就是你愿意花多少钱，这时价格一定，可能你的选择就基本确定了，因为价格与质量、与需求还是有较大的关系的。
 
7、国产与非国产
 其实就是多支持国产，给国产物料充足的信心以及自信，这样国产半导体也才会越来越好。
 
就说这么多了，希望大家对此类芯片有个基本了解。
 
2020-3月

1，空载时，输入到20V，输出电压都是5.6V多最大，保护输出后面电路。
 2，输入20V时，要负载时，就无法负载。
 3，负载时的最大输入电压和关闭电压在7V多，输出电压持续稳定不超过5.6V，同时5V输入时，也可以输出5V
 
USB限流芯片，5V输入，输出5V电压，限流值可以通过外围电阻进行调节，PWCHIP产品中可在限流范围0.4A-4.8A，并具有过压关闭保护功能。
 
过压关闭保护：
 
如芯片：PW1555，USB我们一半插口是5V的，但是有些玩具的产品，小孩或者大人不注意，就把原先玩具的充电器是9V或者12V的接上去时和目前快充市场的品质差的9V,12V，20V快充充电器插上供电异常时，满足了芯片过压保护阈值6V以上，隔断输入和输出，保护后面的电路系统，当重新接上5V正常电源，就能恢复正常输出5V和限流功能。同时在输入5.9V时，输出电压也会掐在最高5.6V，更好地保护电路。适用于高品质，高设计，高要求群体工厂。
 
PW1502，常使用于0.4A-2A之间，如0.5A，1A，1.5A可以根据自己设置来调的。输入电压范围在2.5V-5.5V之间，输入电压与输出电压的压差在空载时，是相等的，随着负载电流的增加，也会增加，但是也很低，基本上对比是97%左右，基本是相通的。
 
 
 
PW1503，是比PW1502更大电流可达到3A规格的USB限流芯片。输入电压范围在2.5V-5.5V之间，适用于5V1A,5V1.5A,5V2A,5V2.4A,5V3A的限流USB输出应用中。PW1503的测试：输入电压5.2V，输出电压4.96V，负载3A，工作温度大概在55度左右。
 
 
 
PW1555是一颗输入电压范围2.5V-15V之间，具有过压关闭保护，可耐30V的输入尖峰电压的限流负载芯片，要三种输出电压模式：3.6V,5V,12V。可通过外围引脚选择。
 
PW1555的5V输出模式，输入电压范围在3.7V-6V，输入超过6V时，关闭输出。同时输入耐压可达到30V，限制值1A起至最大4.8A之间。
 
9V输入应用中，要选择12V模式才能满足，由于每个输出电压模式，对应的输入电压范围也是不同的。例如12V模式的话，输入电压范围是8.8V-14V之间，超过输入电压就会关闭输出。同时最大可调限流值4.5A.范围是1A-4.8A之间。
 
 
 
 
测试情况如下：输入电压9.19V，输出电压9.05V，输出电流3.2A，设置过流点4.8A。工作温度很低，40度左右。
 
 
PW1555的12V输出模式限流芯片最大可负载4.8A电流，在输入电压与输出电压的压差不是很大的情况下.在12V输出电压模式时，输入电压不超过14V，超过会关闭输出。计算输入在13.9V时，输出电压最高13V，保护电路。
 
 

   USB口过流限流开关，短路保护芯片控制器
 
 
 
概述
 
PW1503是超低RDS（ON）开关，具有可编程的电流限制，以保护电源源于过电流和短路保护。它具有超温保护以及反向闭锁功能。
 
PW1503采用薄型SOT23-5封装，提供可调电流版本。
 
 
 
特征
 
400MA-3000MA可调节负载电流能力PW1503
200MA-2000MA可调节负载电流能力PW1502
可编程电流限制
过温保护
反向阻断（无体二极管）
停机时，VOUT可强制高于VIN
符合RoHS标准
输出短路保护
EN开关控制（完全关断）
       
 
 
 


应用    
 
USB充电器
公共场所多USB充电器
USB加密狗
minipic配件

典型应用电路                                                               PW1503：Radj电阻和输出限流电流关系表
 
  
 
   
 30V过压保护，4.8安培可调限流开关芯片
 
   
一般说明
 
   
PW1555是一个可编程的限流开关，具有输入电压范围选择和输出电压钳位。集成保护N沟FET的极低RDS（ON）有助于减少正常运行时的功率损耗。可编程软启动时间控制转换率在启动期间的输出电压。独立启用控制允许复杂系统顺序控制。它集成了过热保护停机和过流，短路保护的自我恢复。这种集成电路和小的DFN3X3-10封装面积提供了小的PCB面积应用。
 
   
特征
 
  
   
  
 
   
输入电压范围从2.5V到15V，浪涌可达30V
集成保护开关：40 mΩ
可编程软启动时间
可编程电流限制
短路保护
可选输入范围和锁压输出电压阈值。
启用接口引脚
热关机保护和自动恢复
输入关闭保护
紧凑型包装：DFN3X3-10
  
   
  
 
   
应用
 
  
 
服务器
服务PC
笔记本电脑
迷你键盘
  

  
 
典型应用电路
  
 
 
 

 
                      VOVP选择输入电压范围：
 
           1,Low：Vout：3.6V，输入范围超过5V关闭 护，LOW就是接地；
 
           2,High：Vout：5V， 输入超过6.8V关闭保护；High就是接输入；
 
           3,Open：Vout：12V，输入超过14V关闭保护；Open就是悬空。
 
              ILIM (A)= 11 / RADJ (KΩ)。RADJ=3.1K，ILIM=3.5A
 
             MAX小电流限制为1A。不建议电流限制超过4.8A
  
 
 
 
固定5.1V输出，输入可达24V，6.8V输入过压保护，可调限流1.5A控制IC
 
 
 
 

  
 
 
 
PW2601是一款充电器前端集成电路，旨在为锂离子电池提供保护，使其免受充电电路故障的影响。该设备监视输入电压，电池电压和充电电流，以确保所有三个参数均在正常范围内运行。当任何输入电压，输出电流超过阈值时，该器件将关闭内部MOSFET以断开IN至OUT的连接，以保护负载。过热保护（OTP）功能监视芯片温度以保护器件。 PW2601还可以通过连续监视电池电压来保护系统电池免于过充电。该器件的工作原理类似于线性稳压器，可在输入电压高达输入过压阈值的情况下保持5.1V输出。
 
PW2601采用DFN-2x2-8L封装。标准产品是无铅和无卤素的。
 

  
 
一般说明
 
PW2606B，PW2606是前端过电压和过电流保护设备。它实现了2.5V至40V的宽输入电压范围。过压阈值可以在外部编程或设置为内部默认设置。集成电源路径nFET开关的低电阻可确保为电池充电系统应用提供更好的性能。它可以提供高达1A，2A的电流以满足电池供电系统的要求。它集成了具有滞回功能的过热保护关闭和自动恢复电路，以防止发生过电流事件。
 
特征
  
 
 
 
⚫ 输入电压可达：40V
 
  ⚫MAX大负载电流：1A(PW2606B)，2A（PW2606）低功率路径电阻）
   ⚫固定内部OVP阈值：5 6.1V（典型值） 
 
  ⚫OVP响应时间：50ns 
 
  ⚫内部15毫秒启动或OVP恢复延迟 
 
  ⚫ OVP响应时间：50ns     
 
  ⚫ 内部15毫秒启动或OVP恢复延迟
 
  ⚫内部软启动，防止涌入
   ⚫ 热关机保护和自动 
 
  ⚫ 输出短路保护符合RoHS标准且不含卤素 
 
  ⚫ 紧凑包装：SOT23-6L 
 
应用领域
 
智能设备
电池供电系统
可穿戴设备 
典型应用电路
 
输入可达24V，带过压保护的单节锂电池充电管理IC
 
 
 
             PW4554是一款性价比高、完全集成的高输入电压单电池锂离子电池充电器。 
              充电器采用锂离子电池所需的CC/CV充电模式。充电器接受输入 电压高达24V，但当输入电压超过OVP阈值（通常为6.8V）时，,以防止过度功耗。24V额定值消除了过电压保护电路在低输入电压充电器中需要。充电电流和充满电荷（FOC）电流可通过外部电阻器进行编程。当电池电压低于2.55V时，充电器通常使用编程充电电流的20%。当充电电流降低到可编程在CV充电阶段，由CHG引脚提供FOC指示，该引脚是开路漏极输出。内置热折叠功能可保护充电器免受任何热量的影响失效。两个指示引脚（PPR和CHG）允许与微处理器或LED的简单接口。没有连接适配器，充电器从电池吸取的漏电流小于1μA。   
            PW4554采用绿色DFN-2×2-8L包装，额定温度在-40℃至+85℃之间温度范围。
 
 
 
特点
 
 
 
单电池锂离子电池或聚合物电池的完整充电器
集成通电元件和电流传感器
无需外部阻断二极管
组件数量和成本低
可编程充电器电流
可编程充满充电器电流
用于热保护的充电器电流热折叠
2.55V涓流充电阈值
6.8V输入过压保护
电源输入的MAX大电压为24V
电源存在和充电指示
无输入电源时，电池泄漏电流小于1μA
充电终止时电源电流小于200uA
绿色DFN-2x2-8L包装

 
 
 

思迈科华公司针对电偶温度传感器温度采集的方案
 
热电偶简介：
 
热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。
 热电偶的技术优势：热电偶测温范围宽，性能比拟稳定；丈量精度高，热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响；热响应时间快，热电偶对温度变化反响灵活；丈量范围大，热电偶从-40℃—+ 1600℃ 均可连续测温；热电偶性能牢靠，机械强度好。运用寿命长，装置便当。图1.1常用热电偶。
 
 
                                      图1.1常用热电偶
 
热电偶常见种类
 
现在经常使用的热电偶都是标准热电偶，所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为中国统一设计型热电偶。
 当工作中用到热电偶测温时，需要根据使用环境的温度范围，所需精度，使用气氛，测定对象的性能，相应时间和经济效益等综合考虑。具体型号需要和热电偶厂家沟通。
 温度变送器
 当使用热电偶进行温度采集时，思迈科华公司这里使用的是USB-3000系列的数据采集卡进行温度的采集（数据采集卡最通用最常见的接收信号就是电压信号）。由于热电偶测温时，其冷端温度受环境影响较大，会影响到测量的电信号，为了得到稳定的电信号，需要对热电偶进行了冷端补偿。热电偶的测温原理是基于热电效应转换，虽然它集放热，转换为一体，能直接实现温度到电压的输出，但输出幅度较小，如K型热电偶的灵敏度位0.04mv/℃，因此需要信号的放大。而温度变送器很好的能够解决上述两点问题。如图1.2温度变送器。
 
 
                                        图1.2温度变送器
 
数据采集卡与温度变送器连线
 
这里主要说明能够输出标准电压的温度变送器与数据采集卡的连线问题。在这里采用的温度变送器有5个端子，分别是给温度变送器供电的电源正，电源负（电源地），热电偶正极，热电偶负极，还有输出端子（标准电压的输出的接口）。需要为温度传感器选择一个合适的电源（具体需要根据温度变送器的手册来选择），然后按照图1.3进行连线。下图使用的是温度变送器输出电压形式给出的接线图，可以适配通用数据采集卡。如果使用的温度变送器是输出4—20ma电流，接线就需要参考思迈科华官网知识库里采集卡采集电流数据专题，链接：http://www.smacq.cn/knowledge/typical/current.html。
 
 
                                  图1.3 数据采集卡与温度变送器连线
 
这里对于数据采集卡与温度变送器连线有以下说明，通常给温度变送器供电，会忽略温度变送器供电电源是否与数据采集卡共地。如果不共地，那么温度变送器相对采集卡就是浮空源，所以需要按照图1.3来进行连线，将AI Sense与AGND进行短接。如果能够确定采集卡与温度变送器共地，就可以不必对AI Sense与AGND进行短接，电源负直接就可以与AI Sense连接就可以。关于浮空源与接地源具体接线的方法需要参考USB-3000系列手册。
 
数据采集卡软件操作
 
首先在使用温度变送器之前，需要了解所使用温度变送器的一些重要参数，要了解选用的温度变送器是否符合热电偶型号，温度变送器的电源供电电压，温度取值范围，输出电压是多少。在这里，思迈科华公司实际做测验的时候，选用的是供电电压为24V，温度取值范围是-50℃—400℃，输出电压0V—10V的温度变送器。
 在外部设备接线正确的情况下，进入思迈科华公司的Smacq DAQ Software设置界面，设置软件采用的单端模式，选取的是AI 0通道进行数据采集。量程选用的是±10.24V，采样率选用的是10Sa/s/ch（在实际采集中可以依据实际情况和采集卡已有的采样率来设定），然后设定温度变送器的量程与输出电压，所以说温度变送器的一些重要参数需要根据产品手册来了解，图1.4温度变送器参数。
 
 
                                       图1.4温度变送器参数
 
如果想要实现采集卡采集的电压信号转换成温度，这里勾选单位变换。如图1.5采集卡采集的电压曲线，如图1.6采集卡经过单位变换采集的温度曲线。
 
 
                                         图 1.5电压曲线
 
 
                                         图1.6温度曲线
 
这样就可以得到采集卡所采集到的电压曲线和温度曲线，然后也可以利用思迈科华提供的软件功能对采集到的数据进行导出，得到采集的电压与温度生成的Excel表格形式的数据。关于数据采集卡软件操作请参考 《Smacq DAQ Software 快速使用指南》。
 
远程IO模块对热电偶进行数据采集
 
上述方案是思迈科华公司关于数据采集卡USB-3000系列制定的热电偶温度采集，当然还有另一套热电偶对温度进行数据采集的方案，它是思迈科华公司推出的M2100系列的M2101远程IO模块.M2100系列温度采集远程IO模块是一组基于Modbus RTU标准协议的计算机接口模块。它有8种热电偶类型支持，8个热电偶采集通道，数据接口是RS-485(2线)，具体信息参考思迈科华公司官网的产品手册。由于现在的PC机已经很少有485接口，思迈科华公司提供了SDS1000串口转换器，它使用USB标准协议，可以支持RS-232和RS-485的转换。
 
远程IO模块M2101与热电偶的连线图
 
首先使用的是SDS1000串口转换器和M2101远程IO模块，还有一个供电电源设备，M2101供电电压是9V—30V，。如图1.7IO模块与热电偶连接示意图。
 
 
                                  图1.7 IO模块与热电偶连接示意图
 
以上连线就是思迈科华公司对热电偶温度采集，给出的远程IO模块搭建的温度采集系统的连线示意图。（需要注意的是接线时不要将485接口线接反，而且注意热电偶分正负极。）接线正确后，就可以操作思迈科华公司提供的软件进行温度采集。
 
远程IO模块M2101的软件操作
 
首先根据远程IO模块的型号参考产品手册下载远程IO 模块对应的软件M Console，在能识别串口和通讯的基础上，要设置跟远程IO模块产品型号相关的参数，具体设置可以参考IO模块的产品手册。以下示意图是思迈科华公司在测试产品时的软件设置及热电偶温度采集的样例。
 
 
                                      图1.8 基本参数设置
 
这些都是需要设置的，在设置完这些基本参数后，需要点击功能配置键Function Config 来选取采样率，以及对应的热电偶型号，点击RUN就可以进行温度采集了。就可以看到实时采集到的温度，如图1.9温度采集界面。
 
 
                                      图1.9 温度采集界面
 
也可以点击主页面的数据记录表Data logger，选择要记录温度的通道进行数据采集，然后设置文件生成的地址，就可以实时显示采集到的温度的数据，而且采集的温度数据可以生成.CSV格式的表格，方便用户进行数据分析。如图2.0数据波形。
 
 
                                      图2.0 数据波形
 
以上就是思迈科华公司针对热电偶温度传感器对温度采集给出的两种方案，客户可以根据自身实际情况以及实际所需功能来自行选择据采集卡或M2101远程IO模块。
 
有更多关于数据采集方面的问题与想法可以关注思迈科华公司官网和公众号
 http://www.smacq.cn/daq.html