【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。小小的保險絲并不起眼，卻彰顯了科技之道，只有真正懂得設計與應用原理、了解芯片背后海量測試的艱辛，才能讀懂制造商在細微處的用心。
眾所周知，對于敏感電路，過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多的部件，又會對系統產生影響，極端情況下甚至產生錯誤信號。圣邦微電子全新產品SGM2528的設計初衷，就是為了在出現高壓時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總線用電子保險絲，SGM2528可以極大地提升硬盤驅動器、主板電源管理和其他電路在面臨災難性故障和關機故障時的可靠性。同時，它還包括一個過壓鉗位電路，能夠在瞬態時限制輸出電壓，但不會因此關閉設備，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以及一個參考電壓源和放大器來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極限值：一個用于過載狀況，通常是指那些柵極電流高且場效應管處于完全增強的工作模式；另一個則是當裝置主動限制電流且柵極處于中間水平時，就會出現短路電流操作模式。
有兩種對電流限制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，因為所有五個源管腳都是并聯的，因此，有效的封裝導線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
另一種方法是開爾文傳感（Kelvin Sensing，應用電路見圖3）。此方法使用其中一個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電阻和外部阻抗對電流極限水平沒有影響。在這種配置中，導通電阻值相對于直接感應法略有增加，因為只有四個源管腳用于供電。
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，一方面負責監測輸出電壓；另一方面，如果輸入電壓超過15V，主場效應管的柵極驅動將降低以限制輸出，這是為了在保護負載的同時允許通過瞬態運行。如果一個過壓狀態存在過長時間，由于通過場效應管的電壓下降與負載電流相結合，可能會導致器件過熱。在這種情況下，熱保護電路將關閉設備。對于12V總線的產品來說，過壓會導致后級電源或者系統有易損的風險，SGM2528的輸出鉗位功能可以有效的保護后級系統避免過壓的風險。
欠壓鎖定（Under-Voltage Lockout）電路使用帶遲滯功能的比較器來監測輸入電壓。如果輸入電壓降到規定水平以下，輸出開關將切換到高阻抗狀態。在輸入電源不穩或者起機過程中抖動的場景下可以有效保護輸出質量，避免反復起機導致后級系統故障。
過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，并且通過優化的關斷機制避免快速關斷導致的輸出端負壓和輸入端過沖，盡可能的優化系統的柔和關斷，防止因為過快和過慢關斷帶來額外的系統消耗。
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）
● 工作溫度范圍：-40℃~ 125℃
● 綠色TDFN-3×3-10L封裝
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