一、芯片核心定位
HF3613是一款采用SOT23-3经典封装、集成固定阈值保护的高压前端保护开关IC
其核心价值在于高达50V的输入瞬态耐压、40V的热插拔耐受能力 以及 内置的 2.0A 固定过流保护
专为智能手机、平板电脑、便携媒体设备等对成本与PCB面积有严格要求的充电输入端口设计，提供简洁可靠的过压、过流、过热三重保护
二、关键电气参数详解
电压与耐压特性（安全核心）
- 输入绝对最大电压 50V
- 工作输入电压范围（VIN） 3V 至 45V（推荐最大值）
- 输出最大电压（VOUT） 6.5V（绝对最大值）
- 过压保护（OVP）阈值 6.1V（典型，VIN上升时触发）
- 过压保护迟滞（VOVLO_HYS） 0.18V（恢复阈值约5.92V）
- 热插拔能力 在无需外接输入输出电容的条件下，即可承受 40V 插拔瞬态电压，此特性简化外围设计并降低成本
导通与电流能力
- 导通电阻（RDS(ON)） 典型 220mΩ（VIN=5V， IOUT=1A）
- 最大连续输出电流（IOUT） 1.2A（推荐条件）
- 固定过流保护（OCP）电流（IOCP） 2.0A（不可调，内置）
- 过流保护消隐时间（tDEGLITCH_OCP） 460μs
- 过流保护恢复时间（tOCP_recovery） 430ms
功耗与动态特性
- 静态电流（IQ） 典型 40μA（VIN=5V， 空载）
- 过压保护下静态电流（IQ_OVP） 典型 100μA（VIN=30V）
- 软启动时间（tON） 典型 10ms
- 过压保护响应时间（tOVP） 极快，典型 50ns（CIN=COUT=0pF测试条件），可瞬间阻断高压
- 过压保护恢复时间（tOVP_recovery） 6ms
- 输出放电电阻（RDCHG） 典型 400Ω（内部，关断时释放输出电容电荷）
保护功能
- 过温保护（OTP） 关断点 155°C（典型），恢复点 120°C（典型，迟滞35°C）
- 无使能控制引脚 三引脚设计，默认常开
三、芯片架构与特性优势
极致简洁的三引脚设计
- 采用经典的VIN、GND、VOUT三引脚SOT23封装，极大简化外围电路与PCB布局，是成本敏感型应用的理想选择
内置固定阈值保护
- 集成6.1V OVP与2.0A OCP，无需外部设置元件，提供“开箱即用”的保护功能，减少了设计复杂性和BOM成本
“无电容”热插拔鲁棒性
- 芯片内部经过特殊优化，在VIN和VOUT无需连接外部电容的情况下，仍能通过40V热插拔测试，降低了系统成本与PCB面积
四、应用设计要点
外围电路设计（极其简单）
- 输入输出电容 非必需，但为优化系统EMI和负载瞬态响应，仍可选择性添加
- CIN： 可在VIN引脚就近添加一个0.1-1μF的陶瓷电容以滤除高频噪声
- COUT： 可在VOUT引脚就近添加一个0.1-10μF的陶瓷电容以稳定输出电压
功率路径布局
- 由于只有三个引脚，布局极其简单
- VIN（Pin1）到VOUT（Pin3）的路径应尽可能短而宽，以最小化寄生阻抗和压降
- 接地 GND（Pin2）应通过宽而短的走线直接连接到系统地平面
热管理考量
- 封装热阻（θJA）270°C/W
- 功耗估算PD = IOUT² × RDS(ON)，在1.2A满载时约为0.32W
- 温升评估ΔT ≈ PD × θJA，在0.32W功耗下温升约86°C，需结合环境温度评估结温
- 散热措施 依靠PCB铜箔散热，芯片背部及周围尽量布置大面积铜皮
五、典型应用场景
低成本智能手机与功能机充电端口保护
- 作为USB Micro-B或Type-C输入端的简易保护方案，在有限的BOM成本和空间内提供关键保护
蓝牙耳机、便携音箱等音频设备
- 为内部锂电池或低压电路提供输入保护，其简洁设计非常适合空间和成本双受限的消费电子产品
导航设备、便携POS机等工业消费品
- 用于车载点烟器或适配器直流输入端的保护，防止电源浪涌损坏设备
任何需要“即插即用”式基础保护的3-5V系统前端
- 作为替代保险丝和稳压管的集成化方案，提供更快速、更智能的保护
六、调试与常见问题
芯片在插拔时损坏
- 确认应用场景 虽然芯片宣称可无电容工作，但在某些极端插拔能量下，添加小电容（0.1μF）可能提升可靠性
- 检查电源阻抗 测试系统的电源输出阻抗是否极小，能提供极大的瞬态电流
后级电压在负载下过低
- 计算导通压降 VDROP = IOUT × 0.22Ω，在1.2A时约为0.264V，评估对后级系统的影响
- 检查焊接 确保芯片引脚焊接牢固，无虚焊
保护功能误触发或失效
- OVP误触发 检查前端电源在热插拔或工作时是否产生超过6.1V的毛刺
- OCP不动作负载电流是否持续超过2.0A达460μs以上，注意此阈值固定不可调
芯片过热
- 核对负载电流 是否持续超过推荐值1.2A
- 改善散热 检查并加大芯片周围的PCB铜箔面积
无法关闭输出（无使能引脚）
- 设计限制 该芯片无使能控制功能，一旦上电且输入电压在安全范围内即会导通，若需要开关控制，需在前端或后端另加开关电路
七、总结
HF3613以 极简的三引脚SOT23封装 实现了50V耐压、40V热插拔 及 固定阈值双重保护 的核心功能
它将外围元件需求降至最低，提供了可能是市面上最简洁的高压前端保护解决方案
其“无电容”设计理念在降低成本与简化设计方面具有显著优势，特别适合对BOM成本和PCB面积有严苛要求的大批量消费电子产品
成功应用的关键在于充分理解其固定保护阈值的限制、认真评估散热条件 并 在需要时合理添加辅助电容以优化系统性能
文档出处
本文基于黑锋科技（HEIFENG TECHNOLOGY）HF3613 芯片数据手册整理编写，结合低成本电源保护设计实践
具体设计与应用请以官方最新数据手册为准，在实际应用中务必验证热插拔鲁棒性及满载下的热性能
