一种满足USB规范的电源开关设计方案

一种满足USB规范的电源开关设计方案
1 引言
通用串行总线(UniversalSerialBus)使PC 机与外部设备的连接变得简单而迅速，随着计算机以及与USB 相关便携式设备的发展，USB 必将获得更广泛的应用。

由于USB 具有即插即用的特点，在负载出现异常的瞬间，电源开关
会流过数安培的电流，从而对电路造成损坏。

本文设计的USB 电源开关采用自举电荷泵，为N 型功率管提供2 倍于电源的栅驱动电压。

在负载出现异常时，过流保护电路能迅速限制功率管电流，以避免热插拔对电路造成损坏。

2 USB 开关电路的整体设计思路
3 电荷泵设计
自举电荷泵不需要为MN2 和MP2 提供栅驱动电压，控制简单，但输出电压会有一个阈值损失。

在VPUMP 电压升高到VIN+VT 以后，MN3 隔离V3 到电源的通路，保证V3 的电荷由MP3 全部充入栅电容。

这样，C1 和C2 相互给栅电容充电，若干个时钟周期后，电荷泵输出电压接近两倍电源电压。

在电荷泵输出电压升高的过程中，功率管提供的负载电流逐渐上升，避免在容性负载上引起浪涌电流。