敏感電路過流/過壓保護的秘密--SGM2528
發布時間:2020-07-07 責任編輯:wenwei
【導讀】設置過流/過壓檢測電路、保護電路,提升其可靠性與安全性,是業界的一貫做法。小小的保險絲並不起眼,卻彰顯了科技之道,隻有真正懂得設計與應用原理、了解芯片背後海量測試的艱辛,才能讀懂製造商在細微處的用心。
眾zhong所suo周zhou知zhi,對dui於yu敏min感gan電dian路lu,過guo高gao的de輸shu入ru電dian壓ya有you可ke能neng導dao致zhi其qi受shou到dao損sun害hai,但dan如ru果guo為wei了le保bao護hu係xi統tong安an全quan額e外wai使shi用yong過guo多duo的de部bu件jian,又you會hui對dui係xi統tong產chan生sheng影ying響xiang,極ji端duan情qing況kuang下xia甚shen至zhi產chan生sheng錯cuo誤wu信xin號hao。聖sheng邦bang微wei電dian子zi全quan新xin產chan品pinSGM2528的設計初衷,就是為了在出現高壓時向負載設備提供緩衝。作為一顆兼具成本效益和可重置功能的12V總線用電子保險絲,SGM2528可以極大地提升硬盤驅動器、主zhu板ban電dian源yuan管guan理li和he其qi他ta電dian路lu在zai麵mian臨lin災zai難nan性xing故gu障zhang和he關guan機ji故gu障zhang時shi的de可ke靠kao性xing。同tong時shi,它ta還hai包bao括kuo一yi個ge過guo壓ya鉗qian位wei電dian路lu,能neng夠gou在zai瞬shun態tai時shi限xian製zhi輸shu出chu電dian壓ya,但dan不bu會hui因yin此ci關guan閉bi設she備bei,從cong而er保bao障zhang負fu載zai電dian路lu得de以yi繼ji續xu運yun行xing。

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,就在於使用了SENSEFET以及一個參考電壓源和放大器來控製器件中的峰值電流。SENSEFET允許測量一小部分負載電流,其優點是在增加感測電阻器測量值的同時,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範圍內,額定功率為幾毫瓦,因此成本低廉。
限流電路設置有兩個極限值:一個用於過載狀況,通常是指那些柵極電流高且場效應管處於完全增強的工作模式;另一個則是當裝置主動限製電流且柵極處於中間水平時,就會出現短路電流操作模式。
有兩種對電流限製電路進行偏壓設置的方法。
一種方法是直流感應(Direct Current Sensing,應用電路見圖2)。連接電流限製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電阻(Bond Wire Resistance)。該(gai)電(dian)阻(zu)能(neng)夠(gou)影(ying)響(xiang)給(gei)定(ding)電(dian)阻(zu)的(de)電(dian)流(liu)極(ji)限(xian)值(zhi),並(bing)且(qie)可(ke)根(gen)據(ju)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)和(he)源(yuan)管(guan)腳(jiao)之(zhi)間(jian)的(de)阻(zu)抗(kang)產(chan)生(sheng)輕(qing)微(wei)的(de)變(bian)化(hua)。在(zai)這(zhe)種(zhong)配(pei)置(zhi)下(xia),器(qi)件(jian)的(de)導(dao)通(tong)電(dian)阻(zu)值(zhi)將(jiang)略(lve)低(di),因(yin)為(wei)所(suo)有(you)五(wu)個(ge)源(yuan)管(guan)腳(jiao)都(dou)是(shi)並(bing)聯(lian)的(de),因(yin)此(ci),有(you)效(xiao)的(de)封(feng)裝(zhuang)導(dao)線(xian)電(dian)阻(zu)值(zhi)是(shi)任(ren)何(he)給(gei)定(ding)管(guan)腳(jiao)電(dian)阻(zu)值(zhi)的(de)五(wu)分(fen)之(zhi)一(yi)。

圖2 采用直流感應的應用電路
另一種方法是開爾文傳感(Kelvin Sensing,應用電路見圖3)。此ci方fang法fa使shi用yong其qi中zhong一yi個ge源yuan管guan腳jiao作zuo為wei電dian流liu檢jian測ce電dian阻zu器qi的de連lian接jie。這zhe種zhong連lian接jie主zhu要yao用yong於yu感gan測ce裸luo片pian上shang的de電dian壓ya,因yin此ci板ban上shang的de任ren何he封feng裝zhuang導dao線xian電dian阻zu和he外wai部bu阻zu抗kang對dui電dian流liu極ji限xian水shui平ping沒mei有you影ying響xiang。在zai這zhe種zhong配pei置zhi中zhong,導dao通tong電dian阻zu值zhi相xiang對dui於yu直zhi接jie感gan應ying法fa略lve有you增zeng加jia,因yin為wei隻zhi有you四si個ge源yuan管guan腳jiao用yong於yu供gong電dian。

圖3 采用開爾文傳感的應用電路

圖4 SGM2528限流曲線
過壓鉗位(Over-Voltage Clamp)電路由放大器和參考電壓源組成,一方麵負責監測輸出電壓;另一方麵,如果輸入電壓超過15V,主zhu場chang效xiao應ying管guan的de柵zha極ji驅qu動dong將jiang降jiang低di以yi限xian製zhi輸shu出chu,這zhe是shi為wei了le在zai保bao護hu負fu載zai的de同tong時shi允yun許xu通tong過guo瞬shun態tai運yun行xing。如ru果guo一yi個ge過guo壓ya狀zhuang態tai存cun在zai過guo長chang時shi間jian,由you於yu通tong過guo場chang效xiao應ying管guan的de電dian壓ya下xia降jiang與yu負fu載zai電dian流liu相xiang結jie合he,可ke能neng會hui導dao致zhi器qi件jian過guo熱re。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,熱re保bao護hu電dian路lu將jiang關guan閉bi設she備bei。對dui於yu12V總線的產品來說,過壓會導致後級電源或者係統有易損的風險,SGM2528的輸出鉗位功能可以有效的保護後級係統避免過壓的風險。
欠壓鎖定(Under-Voltage Lockout)電dian路lu使shi用yong帶dai遲chi滯zhi功gong能neng的de比bi較jiao器qi來lai監jian測ce輸shu入ru電dian壓ya。如ru果guo輸shu入ru電dian壓ya降jiang到dao規gui定ding水shui平ping以yi下xia,輸shu出chu開kai關guan將jiang切qie換huan到dao高gao阻zu抗kang狀zhuang態tai。在zai輸shu入ru電dian源yuan不bu穩wen或huo者zhe起qi機ji過guo程cheng中zhong抖dou動dong的de場chang景jing下xia可ke以yi有you效xiao保bao護hu輸shu出chu質zhi量liang,避bi免mian反fan複fu起qi機ji導dao致zhi後hou級ji係xi統tong故gu障zhang。
guoliubaohuheshuchuduanlubaohugongneng,keyibaohuxitongqianjidianyuanzaihouduanxitongguoliuhuozheduanludeqingkuangxiachuxianjiaodafududedieluo,congerbimianyingxiangdaoqitapangluxitongdezhengchanggongzuo。weilekuaisuxiangyingxitongduanludebaohu,jiancedaoshijixitongfuzaidianliudaodashedingxianliuzhide1.6倍後,SGM2528lijizuochuduanlubaohu,bingqietongguoyouhuadeguanduanjizhibimiankuaisuguanduandaozhideshuchuduanfuyaheshuruduanguochong,jinkenengdeyouhuaxitongderouheguanduan,fangzhiyinweiguokuaiheguomanguanduandailaiewaidexitongxiaohao。
主要特征
● 集成功率器件
● 功率器件熱保護
● 無需外部電路分流
● 9V至18V輸入電壓範圍,浪湧最高達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
● 內置過壓鉗位電路(SGM2528A和SGM2528B)
● 工作溫度範圍:-40℃~ 125℃
● 綠色TDFN-3×3-10L封裝
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