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(pin)SGM2528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)dianlushiyongdaichizhigongnengdebijiaoqilaijianceshurudianya。ruguoshurudianyajiangdaoguidingshuipingyixia,shuchukaiguanjiangqiehuandaogaozukangzhuangtai。zaishurudianyuanbuwenhuozheqijiguochengzhongdoudongdechangjingxiakeyiyouxiaobaohushuchuzhiliang,bimianfanfuqijidaozhihoujixitongguzhang。
過guo流liu保bao護hu和he輸shu出chu短duan路lu保bao護hu功gong能neng,可ke以yi保bao護hu係xi統tong前qian級ji電dian源yuan在zai後hou端duan係xi統tong過guo流liu或huo者zhe短duan路lu的de情qing況kuang下xia出chu現xian較jiao大da幅fu度du的de跌die落luo,從cong而er避bi免mian影ying響xiang到dao其qi他ta旁pang路lu係xi統tong的de正zheng常chang工gong作zuo。為wei了le快kuai速su響xiang應ying係xi統tong短duan路lu的de保bao護hu,檢jian測ce到dao實shi際ji係xi統tong負fu載zai電dian流liu到dao達da設she定ding限xian流liu值zhi的de1.6倍後,SGM2528立(li)即(ji)做(zuo)出(chu)短(duan)路(lu)保(bao)護(hu),並(bing)且(qie)通(tong)過(guo)優(you)化(hua)的(de)關(guan)斷(duan)機(ji)製(zhi)避(bi)免(mian)快(kuai)速(su)關(guan)斷(duan)導(dao)致(zhi)的(de)輸(shu)出(chu)端(duan)負(fu)壓(ya)和(he)輸(shu)入(ru)端(duan)過(guo)衝(chong),盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)優(you)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)柔(rou)和(he)關(guan)斷(duan),防(fang)止(zhi)因(yin)為(wei)過(guo)快(kuai)和(he)過(guo)慢(man)關(guan)斷(duan)帶(dai)來(lai)額(e)外(wai)的(de)係(xi)統(tong)消(xiao)耗(hao)。
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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