MAX17561/MAX17562/MAX17563：高精度可調過壓過流保護器

在電子設備的設計中，對電源的保護至關重要，特別是在面對過壓、過流、反向電流等異常情況時，一款性能優良的保護器件能有效提升系統的穩定性和可靠性。今天，我們就來詳細探討一下Maxim Integrated推出的MAX17561/MAX17562/MAX17563系列可調過壓過流保護器。

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一、產品概述

MAX17561/MAX17562/MAX17563是專門為保護系統免受高達±40V的正、負輸入電壓故障影響而設計的。這些器件具有低導通電阻（典型值為100mΩ）的FET，可調過壓保護范圍在6V至36V之間，可調欠壓保護范圍在4.5V至24V之間。此外，它們還具備可編程的電流限制保護功能，最大可達4.2A，并且擁有反向電流和熱關斷保護特性。該系列IC采用小型14引腳TSSOP封裝（5mm x 6.5mm），工作溫度范圍為-40°C至+125°C。

二、產品優勢與特性

（一）增強工業電源保護

1. 寬輸入電源范圍：支持+4.5V至+36V的輸入電壓，同時能耐受-36V的負輸入電壓，適應多種復雜的電源環境。
2. 低導通電阻：典型值為100mΩ的低導通電阻FET，可降低功耗，提高電源效率。
3. 反向電流控制：具備反向電流阻斷功能，能有效防止反向電流對系統造成損害。
4. 熱過載保護：當芯片結溫超過150°C時，會自動進入熱關斷狀態，待溫度下降約30°C后恢復正常工作，保障芯片在高溫環境下的可靠性。
5. 寬溫度范圍：-40°C至+125°C的工作溫度范圍，適用于各種工業和惡劣環境。

（二）靈活的設計選項

1. 可調閾值：過壓鎖定（OVLO）和欠壓鎖定（UVLO）閾值可通過外部電阻進行調整，滿足不同應用場景的需求。工廠預設的內部OVLO閾值為33V（典型值），UVLO閾值為19.2V（典型值）。
2. 可編程電流限制：電流限制范圍為0.7A至4.2A，精度可達±15%，可根據實際負載需求進行靈活設置。
3. 雙使能輸入：EN和高壓使能HVEN兩個獨立的使能輸入引腳，方便進行開關控制和故障復位。
4. 節省空間：采用14引腳、5mm x 6.5mm的TSSOP封裝，適合對空間要求較高的應用。

三、應用領域

該系列器件廣泛應用于工業設備、消費電子、海洋設備以及電池供電應用等領域。在工業設備中，可保護系統免受電源波動和故障的影響；在消費電子中，能提高產品的穩定性和安全性；在海洋設備中，適應惡劣的海洋環境；在電池供電應用中，延長電池使用壽命。

四、電氣特性

（一）輸入輸出特性

輸入電壓范圍為4.5V至36V，關機輸入電流典型值為9μA，關機輸出電流最大值為4μA，反向輸入電流在-40V輸入時為-10μA。

（二）過壓欠壓保護特性

內部過壓跳閘電平典型值為33V，欠壓跳閘電平典型值為19.2V，過壓鎖定遲滯為典型OVLO的3%。外部OVLO調整范圍為6V至36V，UVLO調整范圍為4.5V至24V。

（三）FET特性

內部FET導通電阻典型值為100mΩ，電流限制調整范圍為0.7A至4.2A，精度為±15%。

（四）其他特性

FLAG斷言壓降閾值為560mV，反向電流阻斷閾值為55mV，響應時間為0.9μs，反向阻斷泄漏電流最大值為2.0mA。

五、工作模式與功能詳解

（一）可編程電流限制

通過連接SETI引腳到地的電阻來設置電流限制閾值。當輸出電流達到閾值并持續超過消隱時間tBLANK時，不同型號的器件會有不同的響應：

1. MAX17561：進入自動重試模式，消隱時間tBLANK典型值為20.7ms，重試時間tRETRY典型值為600ms。在重試期間，FET關斷，可有效降低系統功耗。平均輸出電流可通過公式(LOAD =I{LIM}left[frac{t{BLANK }}{t{BLANK }+t{RETRY }}right])計算，以典型值計算，占空比為3.3%，可節省96.7%的功率。
2. MAX17562：鎖斷模式，當過流情況持續超過消隱時間后，開關鎖斷，需通過控制邏輯EN或HVEN或輸入電壓循環來復位。
3. MAX17563：連續電流限制模式，持續將輸出電流限制在設定值。

（二）反向電流阻斷

當輸出電壓高于輸入電壓且差值超過反向電流阻斷閾值時，器件會迅速響應，阻斷反向電流，響應時間僅為0.9μs，有效保護系統。

（三）熱關斷保護

當芯片結溫超過150°C時，器件進入熱關斷狀態，FLAG引腳拉低。除MAX17562保持鎖斷外，其他型號待溫度下降約30°C后恢復正常工作。

（四）欠壓鎖定（UVLO）和過壓鎖定（OVLO）

當UVLO或OVLO引腳電壓低于外部選擇電壓時，使用預設的閾值?？赏ㄟ^外部電阻調整閾值，計算公式分別為(V{U V L O}=V{B G} timesleft[1+frac{R 1}{R 2}right])和(V{OVLO }=V{BG} timesleft[1+frac{R 3}{R 4}right])。

（五）開關控制

（六）輸入去抖保護

當輸入電壓高于UVLO閾值且持續時間超過去抖時間tDEB（典型值為16.7ms）時，內部FET導通，適用于電源啟動時EN或HVEN信號存在的應用場景。

六、應用注意事項

（一）設置電流限制

通過SETI引腳到地的電阻設置電流限制，計算公式為(R{SETI }(k Omega)=frac{11500}{I{LIM}(mA)})。

（二）輸入旁路電容

IN引腳到地需連接至少0.47μF的電容，以限制瞬間輸出短路時的輸入電壓下降。電容值越大，輸入電壓下沖越小。

（三）熱插拔輸入

在熱插拔應用中，為防止寄生電纜電感和輸入電容引起的過沖和振鈴，建議使用能將浪涌限制在最大40V的瞬態電壓抑制器（TVS），并靠近輸入端子放置。

（四）輸入短路保護

為防止輸入短路時的大反向電流損壞器件，可在輸入串聯額外的電感。

（五）輸出旁路電容

OUT引腳到地需連接1μF的陶瓷電容，以保證在全溫度范圍和可編程電流限制范圍內的穩定運行?？赏ㄟ^公式(C{MAX }(mu F)=frac{I{LIM}(mA) × t{BLANK(MIN)}(ms)}{V{IN}(V)})計算最大電容負載。

（六）輸出續流二極管

在有電感負載或長電纜的應用中，建議在OUT端子和地之間連接肖特基二極管，以防止短路時的電感反沖產生負尖峰。

（七）布局和散熱

為優化開關對輸出短路的響應時間，應盡量縮短所有走線，減少寄生電感的影響。輸入和輸出電容應盡量靠近器件放置（不超過5mm），IN和OUT引腳應使用寬而短的走線連接到電源總線。

七、總結

MAX17561/MAX17562/MAX17563系列可調過壓過流保護器具有寬輸入范圍、低導通電阻、靈活的閾值調整和多種保護功能等優點，適用于各種對電源保護要求較高的應用場景。在設計過程中，合理應用其特性并注意相關的應用事項，能有效提高系統的可靠性和穩定性。大家在實際應用中，有沒有遇到過類似器件的一些特殊問題呢？歡迎在評論區分享交流。