眾所周知，對于敏感電路，過(guò)高的輸入電壓有可能導致其受到損害，但如果為了保護系統安全額外使用過(guò)多的部件，又會(huì )對系統產(chǎn)生影響，極端情況下甚至產(chǎn)生錯誤信號。圣邦微電子全新產(chǎn)品SGM2528的設計初衷，就是為了在出現高壓時(shí)向負載設備提供緩沖。作為一顆兼具成本效益和可重置功能的12V總線(xiàn)用電子保險絲，SGM2528可以極大地提升硬盤(pán)驅動(dòng)器、主板電源管理和其他電路在面臨災難性故障和關(guān)機故障時(shí)的可靠性。同時(shí)，它還包括一個(gè)過(guò)壓鉗位電路，能夠在瞬態(tài)時(shí)限制輸出電壓，但不會(huì )因此關(guān)閉設備，從而保障負載電路得以繼續運行。

 

圖1 SGM2528A和SGM2528B結構框圖

 

如何限流/限壓才可靠？

 

SGM2528限流/限壓的秘密，就在于使用了SENSEFET以及一個(gè)參考電壓源和放大器來(lái)控制器件中的峰值電流。SENSEFET允許測量一小部分負載電流，其優(yōu)點(diǎn)是在增加感測電阻器測量值的同時(shí)，降低了功率損耗和額定功率。感測電阻器阻值通常在幾十歐姆范圍內，額定功率為幾毫瓦，因此成本低廉。

 

限流電路設置有兩個(gè)極限值：一個(gè)用于過(guò)載狀況，通常是指那些柵極電流高且場(chǎng)效應管處于完全增強的工作模式；另一個(gè)則是當裝置主動(dòng)限制電流且柵極處于中間水平時(shí)，就會(huì )出現短路電流操作模式。

 

有兩種對電流限制電路進(jìn)行偏壓設置的方法。

 

一種方法是直流感應（Direct Current Sensing，應用電路見(jiàn)圖2）。連接電流限制引腳和負載之間的檢測電阻。該方法包括限流電路中的封裝導線(xiàn)電阻（Bond Wire Resistance）。該電阻能夠影響給定電阻的電流極限值，并且可根據檢測電阻和源管腳之間的阻抗產(chǎn)生輕微的變化。在這種配置下，器件的導通電阻值將略低，因為所有五個(gè)源管腳都是并聯(lián)的，因此，有效的封裝導線(xiàn)電阻值是任何給定管腳電阻值的五分之一。

 

圖2 采用直流感應的應用電路

 

另一種方法是開(kāi)爾文傳感（Kelvin Sensing，應用電路見(jiàn)圖3）。此方法使用其中一個(gè)源管腳作為電流檢測電阻器的連接。這種連接主要用于感測裸片上的電壓，因此板上的任何封裝導線(xiàn)電阻和外部阻抗對電流極限水平?jīng)]有影響。在這種配置中，導通電阻值相對于直接感應法略有增加，因為只有四個(gè)源管腳用于供電。

 

圖3 采用開(kāi)爾文傳感的應用電路

 

圖4 SGM2528限流曲線(xiàn)

 

過(guò)壓鉗位（Over-Voltage Clamp）電路由放大器和參考電壓源組成，一方面負責監測輸出電壓；另一方面，如果輸入電壓超過(guò)15V，主場(chǎng)效應管的柵極驅動(dòng)將降低以限制輸出，這是為了在保護負載的同時(shí)允許通過(guò)瞬態(tài)運行。如果一個(gè)過(guò)壓狀態(tài)存在過(guò)長(cháng)時(shí)間，由于通過(guò)場(chǎng)效應管的電壓下降與負載電流相結合，可能會(huì )導致器件過(guò)熱。在這種情況下，熱保護電路將關(guān)閉設備。對于12V總線(xiàn)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，過(guò)壓會(huì )導致后級電源或者系統有易損的風(fēng)險，SGM2528的輸出鉗位功能可以有效的保護后級系統避免過(guò)壓的風(fēng)險。

 

欠壓鎖定（Under-Voltage Lockout）電路使用帶遲滯功能的比較器來(lái)監測輸入電壓。如果輸入電壓降到規定水平以下，輸出開(kāi)關(guān)將切換到高阻抗狀態(tài)。在輸入電源不穩或者起機過(guò)程中抖動(dòng)的場(chǎng)景下可以有效保護輸出質(zhì)量，避免反復起機導致后級系統故障。

 

過(guò)流保護和輸出短路保護功能，可以保護系統前級電源在后端系統過(guò)流或者短路的情況下出現較大幅度的跌落，從而避免影響到其他旁路系統的正常工作。為了快速響應系統短路的保護，檢測到實(shí)際系統負載電流到達設定限流值的1.6倍后，SGM2528立即做出短路保護，并且通過(guò)優(yōu)化的關(guān)斷機制避免快速關(guān)斷導致的輸出端負壓和輸入端過(guò)沖，盡可能的優(yōu)化系統的柔和關(guān)斷，防止因為過(guò)快和過(guò)慢關(guān)斷帶來(lái)額外的系統消耗。

 

主要特征

 

●   集成功率器件

●   功率器件熱保護

●   無(wú)需外部電路分流

●   9V至18V輸入電壓范圍，浪涌最高達30V

●   超低導通電阻：26mΩ（典型值）

●   熱選項：

     ○ SGM2528A：帶VCLAMP的熱閉鎖

     ○ SGM2528B：帶VCLAMP的熱自動(dòng)重試

     ○ SGM2528C：不帶VCLAMP的熱閉鎖

●   內置電荷泵

●   內置欠壓鎖定電路

●   內置過(guò)壓鉗位電路（SGM2528A和SGM2528B）

●   工作溫度范圍：-40℃~ 125℃

●   綠色TDFN-3×3-10L封裝

 

 

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