RT1985/RT1986/RT1987 理想二极管保护开关：设计考量与应用实例

在现代电子系统中，高效的电源管理对于确保系统稳定运行与延长电池寿命至关重要。保护开关可简化不同负载的电源控制与防护，已成为关键元件之一。与分离式MOSFET方案相比，集成型保护开关具有体积小、保护功能强、设计简化等优势。

立锜推出的RT1985/RT1986/RT1987 是高性能理想二极管保护开关，专为现代电子系统中的 USB-C / Thunderbolt 电源传输、Docking Station、Power ORing 架构所设计。本篇应用笔记将介绍产品特性、应用案例与设计重点。

保护开关的关键功能特性

RT1985/RT1986/RT1987具备低正向压降、可调软启动、启动短路保护及完整的异常防护功能，可有效简化电源路径管理设计并提升整体系统可靠性。相较于分立式MOSFET解决方案，RT1985/RT1986/RT1987提供更小的封装尺寸、更好的集成性和更强的保护功能

图1. 保护开关的功能特性

1.1 电源控制（开关控制）

保护开关无需机械继电器，即可轻松实现负载的电源接通与断开控制，有助于电源排序与动态功率管理。RT1985/RT1986/RT1987通过主动高电位（active-high）的 EN 引脚，精确控制电源通路开启的时机。当 EN 为高电位且输入电压高于 UVLO 阈值时，电源通道将在设定的延迟时间后启动，并具备可控的电压上升斜率，确保上电过程稳定可靠。

图2. 保护开关的启用控制

1.2 可调式软启动与浪涌电流控制

许多保护开关通过控制栅极驱动电压来实现内置软启动功能，使输出电压和电流平滑上升。RT1985/RT1986/RT1987支持外部软启动电容，设计者可通过软启动电容设计输出电压斜率并限制浪涌电流，避免对主电源线路造成干扰，特别适用于大电容负载系统。详细设计建议请参考产品规格书。

图3. 不具备浪涌电流控制的启动

图4. 具备浪涌电流控制的启动

图5。RT1985的软启动测试结果

1.3 启动短路保护 (SCP)

在启动过程中，RT1985/RT1986/RT1987会持续监控输出电流。如果检测到异常的浪涌电流或硬短路（Hard Short），设备将主动关闭输出，并在设定的延迟时间后自动重启（Auto Retry），即使在故障条件下也能提供安全保护。

图6. 以MOSFET作为保护开关的应用

图7. 使用RT1985/RT1986/RT1987作为保护开关的应用

图8。RT1985启动时遇短路与重新启动的测试结果

1.4 反向电流阻断

在多电源备援或 ORing 系统中，防止电流回流至输入端是非常重要的条件。RT1985/RT1986/RT1987具备 Ideal Diode 真实反向电流阻断（TRCB）功能，能稳定控制正向压降并有效防止电流从 VOUT 回灌至 VIN，是实现多源供电应用的关键技术。

图9. 从输出端回灌至输入端的反向电流阻断

图10。RT1985反向电流阻断保护测试结果

1.5 过电压保护 (OVP)

RT1985/RT1986/RT1987集成输入过电压保护功能，当输入电压超过阈值时，会自动切断电源通路，避免下游电路受损。此功能特别适用于 USB-C 和多源供电架构，能有效应对来自不稳定输入源的电压冲击。

图11. 输入电压过高时的过电压保护机制

图12。RT1985过电压保护测试结果

1.6 过温关机保护

高端保护开关通常内置温度监控机制。当芯片温度超过安全阈值（约 140°C）时，RT1985/RT1986/RT1987会自动关闭输出，并启动错误提示，以防止永久性损坏，进一步提升系统可靠性。

图13. 异常高温情况下的过温保护机制

图14。RT1985过温保护测试结果
 

1.7 低导通电阻 (20mΩ)

RT1985/RT1986/RT1987采用先进工艺设计，将内部MOSFET导通电阻 (R) 降低至20mΩ，从而减少在传输高电流时产生的功率损耗 (P = I²R)。这不仅减少了元件发热，还能提高整体散热效率。
 

1.8 极低静态电流

RT1985/RT1986/RT1987具备极低的静态电流设计，意味着在无负载或轻负载条件下，IC本身的耗电量极低，进一步优化整机功耗表现，延长电池使用时间，适合应用于便携式设备（如笔记本电脑、平板电脑）。
 

2 应用示例

2.1 USB-C / Thunderbolt 接收端电源应用

保护开关在 USB-C 和 Thunderbolt 应用中扮演关键角色，不仅提供电源控制功能，还能保护系统在动态功率协商过程中避免浪涌和反灌风险。RT1985可同时管理 Sink 和 Source 电源路径，应用于双端口 USB PD 设备中。

注：上述系统图仅供参考，实际应用需根据产品规格调整。如需协助，请联系立锜业务窗口。
 

2.2 扩展底座 Docking Station

在笔记本电脑与平板扩展底座设计中，保护开关可用于选择性启用各项 I/O 端口或外围设备，提升系统功耗效率、降低待机损耗、实现故障隔离。
 

2.3 多电源 ORing 应用

具备真实反向电流阻断能力的保护开关，能够实现可靠的多电源 ORing 应用。无论是交流适配器、电池或备援供电，都可以实现顺畅切换，确保电源不中断并提升系统稳定性。
 

3 结论

适当地整合保护开关可提升系统可靠性、简化电源设计，并优化整体性能。在电源架构日益复杂的今天，保护开关已成为智能电源管理中不可或缺的一环。RT1985/RT1986/RT1987结合理想二极管反向阻断、可调软启动、完整保护功能与小型封装设计，是 USB-C、Docking Station 和 Power ORing 等高需求应用的理想选择，帮助设计者简化开发流程、提升产品可靠性与用户体验。

资料来源：立锜科技股份有限公司 Richtek Technology

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►核心技术优势

• 提高系统可靠性 • 简化电源设计 • 优化整体性能

►方案规格

电压耐压23V、32V，电流8A超低损耗理想二极管