SGM2528：5A、12V帶熱關(guān)斷功能的電子保險(xiǎn)絲

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源保護(hù)至關(guān)重要。SGM2528作為一款緊湊的電子保險(xiǎn)絲（eFuse），具備一套完整的保護(hù)功能，為眾多系統(tǒng)提供了可靠的電源保護(hù)方案。下面我們就來詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

SGM2528專為多種流行的直流總線設(shè)計(jì)，擁有寬工作電壓范圍，能提供出色的精度，非常適合許多系統(tǒng)保護(hù)應(yīng)用。它提供精確的過壓（OV）和欠壓鎖定（UVLO）保護(hù)，可確保對總線電壓進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，無需額外的監(jiān)控電路。在輸入電壓浪涌時(shí)，過壓保護(hù)會將eFuse輸出鉗位在固定電平；輸入電壓瞬變時(shí)，內(nèi)部FET保持導(dǎo)通，允許負(fù)載繼續(xù)運(yùn)行。若瞬變持續(xù)時(shí)間過長，累積的熱量會導(dǎo)致eFuse熱關(guān)斷，熱關(guān)斷后有鎖存和自動重試兩種熱選項(xiàng)可供選擇。該產(chǎn)品采用綠色TDFN - 3×3 - 10L封裝。

二、產(chǎn)品特性

1. 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為9V至18V，浪涌電壓可達(dá)30V，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。

2. 極低的導(dǎo)通電阻

集成保護(hù)開關(guān)的 (R_{DS(ON)}) 典型值為26mΩ，可降低功耗，提高效率。

3. 3態(tài)EN/FAULT引腳

這是一個(gè)雙向接口，方便控制和故障指示。

4. 可編程功能

• 可編程軟啟動時(shí)間，可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整啟動過程。
• 可編程電流限制，最高可達(dá)5A，能有效保護(hù)電路免受過載和短路的影響。

  5. 熱關(guān)斷選項(xiàng)

• SGM2528A：帶 (V_{CLAMP}) 的熱鎖存關(guān)斷。
• SGM2528B：帶 (V_{CLAMP}) 的熱自動重試。
• SGM2528C：不帶 (V_{CLAMP}) 的熱鎖存關(guān)斷。

  6. 故障輸出

  熱關(guān)斷時(shí)有故障輸出，方便系統(tǒng)監(jiān)測和處理。

  7. 精確的保護(hù)功能

  精確的欠壓鎖定和過壓鉗位（SGM2528A和SGM2528B），確保系統(tǒng)在各種電壓條件下穩(wěn)定運(yùn)行。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM2528適用于多種應(yīng)用場景，如硬盤驅(qū)動器、PCIE SSD、主板電源管理等，能為這些設(shè)備提供可靠的電源保護(hù)。

四、產(chǎn)品規(guī)格

1. 絕對最大額定值

• 工作輸入電壓范圍： - 0.3V至25V（穩(wěn)態(tài)）， - 0.6V至25V（100ms瞬態(tài)），30V（8μs/20μs浪涌）。
• 其他引腳電壓范圍：SOURCE、I LIMIT至GND為 - 0.3V至25V；dV/dt、EN/FAULT至GND為 - 0.3V至5.5V。
• 封裝熱阻：TDFN - 3×3 - 10L的 (theta{JA}) 為90℃/W，(theta{JB}) 為54℃/W，(theta_{JC}) 為52℃/W。
• 結(jié)溫：最高 + 150℃。
• 存儲溫度范圍： - 65℃至 + 150℃。
• 引腳焊接溫度（10s）： + 260℃。
• ESD敏感度：HBM為2000V，CDM為1000V。

  2. 推薦工作條件

• 工作輸入電壓范圍： - 0.3V至18V（穩(wěn)態(tài)）。
• 工作結(jié)溫范圍： - 40℃至 + 125℃。

五、引腳配置與說明

六、電氣特性

在 (T{J}= + 25^{circ}C)，(V{CC}=12V) 且dV/dt引腳懸空的條件下，部分關(guān)鍵電氣特性如下：

• 功率FET延遲時(shí)間：使能芯片到 (I_{D}=100mA)（1A電阻負(fù)載）典型值為386μs。
• 導(dǎo)通電阻：(T{J}= + 25℃) 時(shí)典型值為26mΩ，(T{J}= + 135℃) 時(shí)為38mΩ。
• 關(guān)態(tài)輸出電壓：(V{CC}=18V)，(V{GS}=0V)，(R_{L}=∞) 時(shí)最大值為200mV。
• 連續(xù)電流：典型值為5A。
• 熱鎖存：關(guān)斷溫度典型值為158℃，熱滯典型值為22℃。
• 欠/過壓保護(hù)：輸出鉗位電壓典型值為15V，欠壓鎖定開啟電壓典型值為8.5V，UVLO滯回典型值為0.83V。
• 電流限制：開爾文短路電流限制（(R{LIMIT}=77Ω)，(V{CC}-V{SOURCE}=1V)）典型值為0.95A，開爾文過載電流限制（(R{LIMIT}=77Ω)）典型值為3A。
• dV/dt電路：輸出電壓斜坡時(shí)間典型值為2ms，最大電容電壓為5.3V。
• EN/FAULT引腳：邏輯低電平典型值為0.55V，邏輯中電平典型值為1.45V，邏輯高電平典型值為2.62V，高態(tài)最大電壓典型值為5.1V，邏輯低電平灌電流典型值為 - 15μA。
• 電源：靜態(tài)電流典型值為110μA，關(guān)斷電流為48μA。

七、典型性能特性

文檔中給出了多個(gè)典型性能特性曲線，如UVLO開啟電壓與溫度的關(guān)系、輸出鉗位電壓與溫度的關(guān)系、電流限制與 (R_{LIMIT}) 的關(guān)系等。這些曲線有助于工程師了解產(chǎn)品在不同條件下的性能表現(xiàn)，為設(shè)計(jì)提供參考。

八、典型應(yīng)用電路

文檔提供了三種典型應(yīng)用電路，分別是帶直接電流檢測的應(yīng)用電路、帶開爾文電流檢測的應(yīng)用電路和常見熱關(guān)斷電路。不同的電路適用于不同的應(yīng)用場景，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的電路。

九、功能框圖

SGM2528的功能框圖展示了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括充電泵、UVLO、鉗位電壓、電流邏輯控制、使能、電流限制、dV/dt控制和熱關(guān)斷等模塊。了解這些模塊的工作原理，有助于工程師更好地理解產(chǎn)品的工作機(jī)制。

十、應(yīng)用信息

1. 基本操作

SGM2528是一款智能eFuse，內(nèi)置增強(qiáng)保護(hù)電路，為9V至18V供電的系統(tǒng)和應(yīng)用提供強(qiáng)大保護(hù)。對于熱插拔板，它提供浪涌電流控制和可編程輸出壓擺率。該產(chǎn)品集成了過流和短路保護(hù)，精確的過流限制有助于減少輸入電源的過度設(shè)計(jì)，快速響應(yīng)的短路保護(hù)能在檢測到短路時(shí)立即隔離負(fù)載與輸入。同時(shí)，它還能精確監(jiān)測總線電壓，在欠壓和過壓條件下向下游系統(tǒng)發(fā)出故障信號。

2. 電流限制

采用電流鏡結(jié)構(gòu)限制設(shè)備的峰值電流，可減少傳感電阻的損耗和成本。電流限制電路有兩個(gè)限制級別：過載時(shí)觸發(fā)較低的電流限制級別，短路時(shí)觸發(fā)較高的電流限制級別。當(dāng)過載發(fā)生時(shí)，內(nèi)部電流限制放大器將負(fù)載電流調(diào)節(jié)到電流限制閾值 (I_{LIM - OL})；如果故障持續(xù)，設(shè)備將繼續(xù)在電流限制模式下運(yùn)行，直到熱關(guān)斷。短路時(shí)，SGM2528觸發(fā)快速跳閘響應(yīng)，防止系統(tǒng)因過大電流受損。

3. 過壓鉗位（SGM2528A/SGM2528B）

過壓鉗位電路監(jiān)測輸出電壓，當(dāng)輸入電壓大于15V時(shí)，調(diào)節(jié)主集成FET使輸出電壓限制在15V，確保設(shè)備在瞬態(tài)操作時(shí)的連續(xù)性并保護(hù)負(fù)載。若過壓事件持續(xù)時(shí)間過長，主FET的功耗可能導(dǎo)致設(shè)備過熱，觸發(fā)熱保護(hù)電路。

4. 欠壓鎖定

欠壓鎖定電路通過帶滯回的比較器監(jiān)測輸入電壓，高電平時(shí)啟用內(nèi)部輸出開關(guān)，低電平則關(guān)閉輸出開關(guān)。

5. dV/dt電路

SGM2528設(shè)計(jì)用于控制熱插拔時(shí)的浪涌電流，限制背板電源電壓的壓降，防止系統(tǒng)電源意外復(fù)位。內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)了與負(fù)載無關(guān)的壓擺率控制啟動，輸出電壓的上升斜率由斜坡信號和縮放因子決定。dV/dt引腳懸空時(shí)，輸出電壓約在2ms內(nèi)上升；外接電容可延長輸出升壓時(shí)間。

6. EN/FAULT引腳

EN/FAULT引腳不僅控制內(nèi)部FET的開關(guān)狀態(tài)，還指示設(shè)備是否因熱保護(hù)而關(guān)斷，是一個(gè)多功能雙向引腳。該引腳應(yīng)連接到開漏或開集電極電路，熱關(guān)斷時(shí)引腳被拉低到邏輯中電平，可通過外部電路監(jiān)測該引腳電壓信號來判斷設(shè)備是否發(fā)生熱關(guān)斷。

7. 熱關(guān)斷

SGM2528集成了溫度傳感電路，當(dāng)芯片溫度超過158℃時(shí)進(jìn)入熱關(guān)斷模式，負(fù)載斷電。對于鎖存熱關(guān)斷設(shè)備，可通過回收輸入電源或切換EN/FAULT引腳來重新啟用輸出；對于自動重試設(shè)備，只要芯片溫度下降超過22℃，輸出將重新啟用，負(fù)載恢復(fù)供電。

十一、總結(jié)

SGM2528是一款功能強(qiáng)大的電子保險(xiǎn)絲，具有寬輸入電壓范圍、低導(dǎo)通電阻、可編程功能和多種保護(hù)特性。它能為各種電子設(shè)備提供可靠的電源保護(hù)，適用于硬盤驅(qū)動器、PCIE SSD、主板電源管理等多個(gè)領(lǐng)域。工程師在設(shè)計(jì)過程中，可根據(jù)實(shí)際需求合理選擇應(yīng)用電路和配置參數(shù)，充分發(fā)揮SGM2528的性能優(yōu)勢。你在使用SGM2528的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。