设计一个5V USB充电器电路时，应如何集成过电流保护机制以减少高压连接时的故障率？请给出具体的电路设计和元件选型建议。

在设计5V USB充电器电路时，集成过电流保护功能是提高电路安全性和可靠性的关键。根据《5V开关电源电路详解：从50W到USB充电器》的深入讲解，我们可以采取以下步骤来设计这样一个电路：

参考资源链接：[5V开关电源电路详解：从50W到USB充电器](https://wenku.csdn.net/doc/645e453195996c03ac4806a3?spm=1055.2569.3001.10343)

1. 电路拓扑选择：我们应选择一个反激式转换器拓扑，因为它适合低功率应用，并且可以通过简单的控制器实现过流保护。

2. 元件选型：
- MOSFET：选择一个具备低Rds(on)的MOSFET来减少功率损耗，例如SI2302BDS，它可以在2.5V门极电压下导通。
- 二极管：使用快速恢复的肖特基二极管来减少开关损耗，例如MBR1060。
- 感应器：选择一个具有较高饱和电流的感应器来支持大电流充电，并且确保其能够在电流急剧上升时提供良好的电流限制能力。

3. 过电流保护机制：
- 在次级侧使用电流感应电阻来检测输出电流，并将此信号反馈至控制器。
- 控制器必须具备过流保护功能，一旦检测到电流超过预设阈值，立即关闭MOSFET并进入重启模式，以此来限制电流并保护电路。

4. 其他保护措施：
- 在初级侧加入高压电容来平滑输入电压，减少峰值电流对电路的冲击。
- 使用熔断器来提供额外的过电流保护，一旦电流超出额定范围，熔断器会熔断从而切断电路。

通过上述设计，我们可以得到一个既可靠又安全的5V USB充电器电路，大大降低高压连接时的故障率。设计时应注意电路图中的元件安装位置和走线，确保高压连接的安全性和电气性能。

为了进一步提升你对开关电源设计的理解和实践能力，我建议阅读《5V开关电源电路详解：从50W到USB充电器》。这份资料不仅详细讲解了电路设计的关键步骤，还提供了多种实用的设计示例和故障排除方法，对于任何希望深入学习电源设计的工程师都是宝贵的资源。

参考资源链接：[5V开关电源电路详解：从50W到USB充电器](https://wenku.csdn.net/doc/645e453195996c03ac4806a3?spm=1055.2569.3001.10343)