创新低损耗USB电源开关设计：自举电荷泵与过流保护策略

低导通损耗的USB电源开关设计是一种创新性的解决方案，旨在提高USB供电系统的效率和可靠性。在本文中，作者着重介绍了如何通过自举电荷泵技术来降低N型功率管的导通损耗。自举电荷泵作为核心组件，通过周期性的充放电过程，为功率管提供一个比电源电压高出一倍的栅极驱动电压，使得功率管在正常负载下工作在低导通损耗的深线性区。 这种设计的主要目标是保护电路免受热插拔造成的过载损害。当负载电流超过预设阈值（如1A），过流保护电路会被触发，它会检测到Currentsense的信号变化，然后通过调节电荷泵的输出电压VPUMP，使功率管进入饱和区，从而限制电流，防止过热并保护设备。 在电路的整体架构中，当负载正常时，电荷泵负责维持稳定的电压传输，而在异常情况下，它会协同过流保护电路快速响应，确保系统的安全运行。自举电荷泵的结构包括两个MOSFET（MP1和MP2）以及两个电容C1和CGate，通过时钟信号（Φ）的控制，实现电荷的转移，从而产生所需电压。 然而，自举电荷泵设计的一个潜在问题是输出电压的阈值损失，这可能会影响开关的性能。为解决这个问题，文中可能提到了改进策略，可能是优化电路设计或者采用新型材料和器件来减小这个损失。 本文的贡献在于提出了一种实用的USB电源开关电路，它不仅降低了导通损耗，还具备过流保护功能，能够有效地应对USB设备的各种工作条件，提升了系统的稳定性与效率。这种设计对于现代电子设备的电源管理具有重要意义。