欧盟USB 热拔插 42V 认证过压保护芯片

PW1600 （ 70V/2.5A ） & PW1500 （ 50V/1.5A ） OVP 方案详解

为什么需要42V 过压保护？

根据IEC 62368-1 安全标准， SELV （安全特低电压）的上限为 DC 60V ，但考虑到人体触电安全和 USB 连接器的热拔插场景，行业普遍要求 USB 端口在异常情况下的开路电压不超过 42.4V （ IEC 标准中的安全接触电压上限）。当 USB 端口发生以下异常时，过压保护芯片必须在极短时间内切断输出：

• 适配器故障输出异常高压（如 5V 适配器损坏后输出 20V+ ）

• 热拔插瞬间产生的电压尖峰和浪涌

• PD 协议通信错误导致电压切换异常

• 外部雷击或 ESD 导致的瞬态过压

因此，符合欧盟CE/RED 认证的 USB-C 设备，必须在前端配置快速响应的过压保护（ OVP ）电路，确保在任何异常条件下，传递到后级负载的电压不超过安全阈值。

二、PW1600 ： 70V 耐压可调 OVP 阈值过压保护芯片

PW1600 是平芯微半导体（ PWChip ）推出的一款宽输入电压、高耐压、超快响应的过压保护芯片 IC 。其最大耐压 70V ，可承受 USB PD EPR 模式下的所有电压等级及异常浪涌， OVP 响应时间仅 50ns ，是目前市场上响应速度最快的 OVP 芯片之一。

PW1600 核心亮点：

• 70V 绝对最大耐压，覆盖 USB PD 全电压等级（ 5V~48V ）

• 50ns 超快 OVP 响应时间，远超行业常见的 1~10μs 方案

• 80mΩ 超低导通电阻， 2.5A 持续输出电流

• OVP 阈值灵活可调：内置 6.1V 默认阈值，外部电阻可设 4V~55V 任意值

• 集成软启动防浪涌、过温保护自恢复

• SOT23-6L 小封装，外围仅需 2 颗电容 +2 颗电阻

三、 PW1600 核心电气参数

四、PW1600 典型应用电路

PW1600 典型应用电路极其简洁，仅需 CIN （ 1μF 输入电容）、 COUT （ 1μF 输出电容）、 R1/R2 （ OVP 阈值设定电阻）即可完成设计。对于 USB 热拔插场景，推荐在输入端并联 TVS 管（ D1 ）提供二级 ESD/ 浪涌保护。

OVP 阈值计算公式：

VIN_OVP = 1.2V × (1 + R1/R2)

当VOVP 引脚直接接地时，芯片使用内置默认 6.1V 过压保护阈值，适合标准 5V USB 应用。

对于9V/12V/20V PD 快充应用，通过外接 R1/R2 电阻可灵活设置任意保护阈值。

五、 PW1600 引脚定义（ SOT23-6L ）

六、PW1500 ： 50V/1.5A 精准定位 42V USB 认证方案

针对欧盟USB-C 充电器 42V 安全认证的专项需求，平芯微即将推出 PW1600 的降低耐压版本 —— PW1500 ，精准面向50V 以内的 USB PD 应用场景，在成本和性能之间取得最优平衡。

PW1500 设计优势：

1. 精准匹配 42V 认证需求： 50V 耐压完全覆盖 USB PD 20V + 浪涌裕量，满足 IEC 62368-1 中 SELV 42.4V 安全要求，同时避免过高耐压带来的成本浪费。

3. 成本优化：降低耐压等级使芯片 die 面积缩小，单价更具竞争力，适合大批量项目。

4. 1.5A 电流覆盖主流 USB-C 充电需求，满足绝大多数玩具、、TWS 耳机充电仓等设备的充电保护需求。

7.2 热拔插场景的特殊挑战

USB-C 连接器支持热拔插操作，用户可以在带电状态下随时插拔。热拔插瞬间会产生：

• 插入瞬间的电弧放电和电压尖峰（可达数十伏）

• 拔出瞬间的电感感应电压反冲

• 接触抖动（ bounce ）导致的多次通断

这些瞬态事件要求OVP 芯片必须具备纳秒级响应速度。 PW1600/PW1500 的 50ns 响应时间远超 IEC 标准对保护电路的响应要求，可有效箝制所有热拔插瞬态过压。