SGM40663/4/5/6/8/9 高電流過壓保護(hù)器：低電壓系統(tǒng)的可靠守護(hù)者

在電子設(shè)備的設(shè)計中，過壓保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán)，它能有效防止因電壓異常而對設(shè)備造成的損害。今天，我們就來深入了解一下 SGMICRO 推出的 SGM40663/4/5/6/8/9 高電流過壓保護(hù)器，看看它是如何為低電壓系統(tǒng)保駕護(hù)航的。

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一、產(chǎn)品概述

SGM40663/4/5/6/8/9 是一系列專為保護(hù)低電壓系統(tǒng)而設(shè)計的過壓保護(hù)設(shè)備。它能夠承受高達(dá) +31V 的高壓電源以及 +40V PEAK（10s 且 50mA 電流限制）的電壓，甚至可以承受高達(dá) +110V/-400V 的浪涌而不損壞。該系列產(chǎn)品集成了 28mΩ（典型值）的 (R_{ON}) FET，能夠通過 4.5A 的連續(xù)電流。當(dāng)輸入電壓超過過壓閾值時，F(xiàn)ET 會自動關(guān)閉，過壓閾值可以通過可選的外部電阻在 4V 至 22V 之間進(jìn)行調(diào)整。此外，它還采用了綠色 WLCSP - 1.17×1.63 - 12B 封裝。

二、產(chǎn)品特性

1. 寬電源電壓范圍

支持 2.5V 至 28V 的寬電源電壓范圍，能適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。

2. 高耐壓與浪涌免疫能力

輸入電壓最高可達(dá) 40V（10s 內(nèi) 50mA 電流限制），并且具備高達(dá) +110V/-400V 的浪涌免疫能力，為設(shè)備提供了強(qiáng)大的保護(hù)。

3. 低導(dǎo)通電阻

集成的開關(guān)導(dǎo)通電阻僅為 28mΩ（典型值），能夠有效降低功耗，提高系統(tǒng)效率。

4. 可調(diào)過壓保護(hù)閾值

過壓保護(hù)閾值范圍為 4V 至 22V，并且每個型號都有預(yù)設(shè)的內(nèi)部過壓保護(hù)閾值，如 SGM40663 為 22.2V（典型值）等，用戶可以根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。

5. 快速響應(yīng)與保護(hù)功能

過壓關(guān)閉響應(yīng)時間僅為 50ns（典型值），能夠迅速切斷電路，保護(hù)設(shè)備安全。同時還具備啟動去抖時間（15ms）、軟啟動功能、使能功能、熱關(guān)斷保護(hù)以及電源良好標(biāo)志等功能。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該系列產(chǎn)品適用于多種電子設(shè)備，如電池充電端口、手機(jī)、平板電腦等。在這些設(shè)備中，它能夠有效防止過壓對設(shè)備造成的損害，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

四、產(chǎn)品參數(shù)與性能

1. 絕對最大額定值

包括電壓范圍、連續(xù)電流、峰值電流、結(jié)溫、存儲溫度范圍等參數(shù)，使用時需要嚴(yán)格遵守這些額定值，以避免對設(shè)備造成損壞。

2. 推薦工作條件

推薦的電源電壓范圍為 2.5V 至 28V，工作結(jié)溫范圍為 -40℃ 至 +125℃。在這些條件下使用，能夠確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

3. 電氣特性

涵蓋輸入電壓范圍、輸入電源電流、內(nèi)部過壓保護(hù)閾值、開關(guān)導(dǎo)通電阻等多項電氣參數(shù)，這些參數(shù)是評估產(chǎn)品性能的重要依據(jù)。

4. 典型性能特性

通過各種圖表展示了輸入電源電流與輸入電壓、OVLO 泄漏電流與 OVLO 引腳電壓、歸一化外部 OVLO 選擇閾值與溫度等關(guān)系，幫助工程師更好地了解產(chǎn)品在不同條件下的性能表現(xiàn)。

五、引腳配置與功能

1. 引腳配置

采用 WLCSP - 1.17×1.63 - 12B 封裝，共有多個引腳，每個引腳都有其特定的功能。

2. 引腳功能

• nEN：設(shè)備使能引腳，低電平有效，用于開啟 IN 到 OUT 的通路。
• OUT：輸出引腳，為內(nèi)部開關(guān)的輸出。
• GND：接地引腳。
• nACOK：開漏輸出，用于指示電源是否穩(wěn)定。當(dāng)輸入電壓在最小 (V{IN}) 和 (V{OVO}) 之間穩(wěn)定時，nACOK 被拉低；如果發(fā)生熱關(guān)斷，nACOK 呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• IN：輸入和設(shè)備電源引腳，建議在靠近設(shè)備處使用 0.1uF 的陶瓷電容。
• OVLO：過壓保護(hù)閾值調(diào)整引腳。當(dāng)使用內(nèi)部閾值時，將 OVLO 連接到 GND；連接到電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)可以調(diào)整 OVLO 閾值。

六、工作原理與詳細(xì)描述

1. 設(shè)備操作

該系列產(chǎn)品采用了由時序邏輯控制的電荷泵作為內(nèi)部 FET 的柵極驅(qū)動器。當(dāng)使用內(nèi)部跳閘閾值時，當(dāng) (V{IN}{INOVLO}) 時電荷泵啟用；當(dāng)使用外部跳閘閾值時，當(dāng) (V{OVLO}EXT}) 時電荷泵啟用。經(jīng)過 15ms（典型值）的去抖延遲后，電荷泵將內(nèi)部 FET 開啟，然后軟啟動功能會在接下來的 15ms（典型值）內(nèi)限制 FET 的浪涌電流。一旦 (V{IN}) 超過 (V_{OVLO_THRESH})，F(xiàn)ET 就會關(guān)閉。

2. 使能功能

通過 nEN 引腳可以啟用或禁用設(shè)備。將 nEN 拉高可關(guān)閉內(nèi)部通路 FET，拉低則開啟 FET，設(shè)備進(jìn)入啟動程序。

3. 過壓鎖定（OVLO）

每個型號都有其典型的過壓鎖定閾值，當(dāng)輸入電壓超過 OVP 上升跳閘電平，開關(guān)將在約 50ns 內(nèi)關(guān)閉，直到 (V_{IN}) 降至 OVP 下降跳閘電平以下才會重新開啟。

4. 外部可調(diào) OVLO

設(shè)備通過檢測 OVLO 引腳的電壓來判斷是否存在外部分壓器。如果 OVLO 引腳連接到 GND，則應(yīng)用內(nèi)部設(shè)置的 OVLO 值；當(dāng)外部電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)連接到 OVLO 引腳且 (V{OVLO}>V{OVLOSELECT})（典型值 0.27V）時，外部電阻分壓器將確定 (V{IN_OVLO_EXT})。

5. 浪涌保護(hù)

集成了鉗位電路，當(dāng) (V_{IN}) 電壓急劇上升（通常 >4.5V/μs）且超過 25V 時，內(nèi)部鉗位電路將被觸發(fā)，將浪涌能量釋放到地。

6. 熱關(guān)斷保護(hù)

當(dāng)結(jié)溫超過 +150℃（典型值）時，內(nèi)部 FET 會關(guān)閉；當(dāng)結(jié)溫下降 20℃（典型值）時，設(shè)備將退出熱關(guān)斷狀態(tài)。

7. nACOK 輸出

開漏 nACOK 輸出用于向主機(jī)指示電源是否穩(wěn)定。經(jīng)過去抖延遲后，當(dāng)輸入電壓在最小 (V{IN}) 和 (V{OVLO}) 之間穩(wěn)定時，nACOK 變?yōu)榈碗娖?；如果發(fā)生熱關(guān)斷，nACOK 呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。

8. USB OTG 支持

在 OTG 應(yīng)用中，該系列產(chǎn)品可以從 OUT 向 IN 提供電源。初始時，施加在 OUT 的 OTG 電壓會使電源開關(guān)的體二極管正向偏置，在 OUT 和 IN 之間產(chǎn)生約 0.7V 的電壓降。一旦 IN 處的電壓超過 2.5V 的最小輸入電壓并經(jīng)過去抖時間，主電源開關(guān)將完全開啟，顯著降低從 OUT 到 IN 的電壓降，并且能夠為 OTG 負(fù)載提供高達(dá) 3.5A 的連續(xù)電流。

七、應(yīng)用信息

1. IN 旁路電容

在大多數(shù)應(yīng)用中，應(yīng)在 IN 和 GND 引腳之間盡可能靠近設(shè)備的位置放置一個 0.1μF 的陶瓷旁路電容，以防止因電源引線過長導(dǎo)致的 LC 諧振電路產(chǎn)生過沖。

2. 輸出電容

軟啟動功能允許 SGM40663/4/5/6/8/9 對輸出電容（通常最大可達(dá) 1000μF）進(jìn)行充電，而不會因過流情況而關(guān)閉。

八、總結(jié)

SGM40663/4/5/6/8/9 高電流過壓保護(hù)器以其出色的性能和豐富的功能，為低電壓系統(tǒng)提供了可靠的過壓保護(hù)。無論是在耐壓能力、響應(yīng)速度還是保護(hù)功能方面，都表現(xiàn)出色。在實際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求合理選擇型號，并注意相關(guān)的使用條件和參數(shù)，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。你在使用過壓保護(hù)設(shè)備時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。