在便攜電子設備、車載電子及消費電子設計中，輸入電源端口的過壓保護（OVP）是保障系統可靠性的關鍵一環。今天為大家介紹一款高性能、低內阻的過壓保護芯片——SM5681，并結合實際應用場景，給出可直接落地的設計方案。

一、SM5681 核心亮點

SM5681 是一款最高支持 30V 輸入電壓的 OVP 器件，導通內阻低至 35mΩ，具備以下突出特性：

超快響應：輸入浪涌發生時，關斷時間 <0.1μs，有效保護后端敏感電路

可編程保護閾值：通過外部電阻分壓，OVP 電壓可在 3.5V~15V 范圍內任意設置；FB 引腳懸空時默認 6.1V

使能控制：EN 引腳支持高/低電平開關，可配合主控或機械按鍵實現電源通斷

低功耗：待機電流 <150μA，關斷模式下漏電僅 10μA

小封裝：提供 SOT23-6 和 DFN2x2-8 兩種封裝，適合空間受限的便攜產品

無論是電子煙、汽車攝像頭還是手機充電端口，SM5681 都能為您的產品提供簡潔可靠的過壓保護方案。

二、封裝與 VCC 引腳重要說明

SM5681 的兩種封裝在供電連接上有區別，請根據所選封裝按下表處理：

典型做法（SOT23-6）：

在 PCB 上將 VCC 與 VIN 直接短接

建議在 VCC 引腳附近增加一個 0.1μF~1μF 旁路電容（非強制，但有利于高頻去耦）

注：本文以下所有方案原理圖均以 DFN 封裝為例（無 VCC 引腳）。若您使用 SOT23-6，請務必在電路中增加 VCC→VIN 的連接。

三、典型應用方案

方案一：電子煙 – 充電過壓保護與按鍵開關

需求分析
電子煙通過 USB 接口為內部鋰電池充電。用戶可能誤插 9V/12V 快充適配器，導致充電 IC 燒毀。同時需要低待機功耗和按鍵控制。

電路設計

采用 FB 懸空，OVP 默認為 6.1V（實際范圍 5.8~6.4V），超過該電壓后 SM5681 在 0.1μs 內切斷輸出

EN 引腳通過 100kΩ 下拉到地，同時接一個機械按鍵到 VIN。按下按鍵時 EN 為高電平，芯片開啟；松開后 EN 被拉低，芯片關斷

若產品已有 MCU，可直接用 GPIO 控制 EN，實現長按開機等復雜邏輯

關鍵元件

VIN 對地：10μF/16V 陶瓷電容

VOUT 對地：1μF/10V 陶瓷電容

EN 下拉電阻：100kΩ

實測數據

1A 充電電流下，SM5681 壓降 <50mV，幾乎無效率損失

關斷模式下整機漏電 <10μA，滿足電子煙長待機要求

方案二：汽車攝像頭 – 12V 系統拋負載保護

需求分析
汽車 12V 電源系統正常電壓為 9~16V，但拋負載瞬態脈沖（ISO 7637-2 5a）峰值可達 87V。攝像頭內部的 DC-DC 或 LDO 通常耐壓不超過 24V，需要前端 OVP 快速切斷。

電路設計

使用電阻分壓設置 OVP 閾值為 15V（R_top=115kΩ，R_bottom=10kΩ，1%精度）

在 SM5681 的 VIN 前增加 1Ω/2W 串聯電阻 和 SMBJ18A TVS 管，將拋負載脈沖鉗位至 29.2V 以下，確保 SM5681 輸入電壓不超過 30V 的絕對最大值

EN 直接接 VIN（常開），或由車身控制器控制

元件選型

TVS：SMBJ18A（擊穿電壓 20V，最大鉗位 29.2V）

串聯電阻：1Ω/2W 繞線電阻或浪涌型厚膜電阻（可承受短時大功率）

分壓電阻：115kΩ + 10kΩ，1% 精度

驗證結果

正常工作時，攝像頭電流 <0.5A，串聯電阻壓降 <0.5V，不影響后端供電

施加 ISO 7637-2 脈沖 5a（87V），SM5681 輸入端實測峰值 <29V，芯片安全，輸出在超過 15V 時及時關斷

方案三：手機/平板 USB 端口過壓保護

需求分析
USB VBUS 可能因充電器故障或快充協議異常輸出 9V/12V/20V。手機充電 IC 耐壓通常為 6.5V 或 12V，需要前端 OVP 保護。

電路設計

若充電 IC 耐壓 ≤6.5V：FB 懸空，OVP = 6.1V

若充電 IC 耐壓 ≥12V：可設 OVP = 10V（R_top=73.2kΩ，R_bottom=10kΩ）

EN 由主控 GPIO 控制，高電平開啟

封裝推薦 DFN2x2-8，底部焊盤良好接地以利散熱

熱設計注意事項
SM5681 最大持續電流受封裝熱阻限制。以 θJA=100°C/W 保守計算：

3A 持續電流 → 功耗 0.315W → 溫升 31.5°C，安全

5A 持續電流 → 功耗 0.875W → 溫升 87.5°C，可能超過芯片熱關斷閾值

建議：持續充電電流控制在 3A 以內；若需支持 4A~5A，必須加強 PCB 散熱（大面積覆銅、過孔陣列）并實測驗證。

四、設計通用規則

無論哪種應用，請遵循以下設計要點：

1. 電容必不可少

VIN 對地必須放置 10μF 陶瓷電容，VOUT 對地必須放置 1μF 陶瓷電容，且緊靠芯片引腳。耐壓需高于輸入/輸出電壓的 1.2 倍。

2. EN 禁止懸空

若不使用使能功能，將 EN 接 VIN（常開）或 GND（常關）。若由 GPIO 控制，保證高電平 >1.0V，低電平 <0.4V。

3. OVP 電阻分壓

公式：VOVP=VFB×(1+RtopRbottom)VOVP?=VFB?×(1+Rbottom?Rtop??)，VFBVFB? 典型 1.2V

R_bottom 建議 10kΩ~47kΩ，電阻精度 1%

FB 走線要短，遠離功率回路

4. 熱管理

SOT23-6 和 DFN2x2-8 封裝在 3A 以上電流時需謹慎設計散熱。推薦使用 DFN 封裝并充分焊接底部裸露焊盤（打 4~6 個 0.3mm 過孔到地平面）。

5. 封裝與 VCC 連接

SOT23-6：必須將 VCC（引腳5）連接到 VIN

DFN2x2-8：無需 VCC 引腳

五、方案對比與選型速查表

六、總結

SM5681 以 35mΩ 超低內阻、<0.1μs 快響應、可編程 OVP 閾值等優勢，成為電子煙、汽車攝像頭、手機等設備的理想輸入保護方案。通過本文提供的三個具體電路設計及封裝連接說明，工程師可以快速將其應用到產品中，提升電源端口的魯棒性。

在實際開發中，請務必參考最新的數據手冊，并根據具體工作條件進行熱測試和浪涌驗證。希望這篇文章能為您的設計帶來幫助！

數據來源：泉州海川半導體公開規格書SM5681 規格書 v1.11

審核編輯 黃宇