深入解析MAX4789–MAX4794電流限制開關
在電子設備設計中,電流限制開關是保護主機設備免受負載故障影響的關鍵組件。今天我們就來深入探討一下Maxim Integrated推出的MAX4789–MAX4794系列200mA/250mA/300mA電流限制開關。
文件下載:MAX4789.pdf
一、產品概述
MAX4789–MAX4794系列開關具備內部電流限制功能,可有效防止因負載故障對主機設備造成損壞。該系列模擬開關的導通電阻低至0.2Ω,工作輸入電壓范圍為2.3V至5.5V,提供200mA、250mA和300mA三種保證電流限制選項,非常適合SDIO和其他負載切換應用。
二、產品特性
1. 電流限制與保護
- 保證電流限制:提供200mA、250mA和300mA三種固定電流限制,滿足不同應用需求。
- 熱關斷保護:當結溫超過+150°C時,開關自動關閉,FLAG輸出低電平,當溫度下降約15°C時,開關重新開啟。
- 反向電流保護:限制反向電流不超過最大IREV值,若反向電流限制條件持續超過消隱時間,開關關閉并觸發FLAG信號。
2. 低導通電阻
導通電阻低至0.2Ω,可有效降低功耗和電壓降,提高系統效率。
3. 消隱時間
具備14ms的保證消隱時間,確保瞬態電壓穩定。在此期間,即使出現電流限制故障,也不會立即觸發保護動作,避免因瞬間干擾導致的誤觸發。
4. FLAG功能(部分型號)
MAX4789、MAX4791和MAX4793具備FLAG故障輸出功能。當出現故障時,FLAG輸出低電平,同時關閉開關。FLAG為開漏輸出晶體管,需要外接上拉電阻。
5. 低功耗
- 靜態電流低至80μA,關斷電流僅0.01μA,有效降低系統功耗。
- 鎖存關閉電流(MAX4789/MAX4791/MAX4793)為8μA。
6. 快速響應
電流限制響應時間僅5μs,能迅速對過流故障做出反應。
7. 寬電源范圍
工作電源范圍為2.3V至5.5V,適應多種電源環境。
8. 欠壓鎖定
當輸入電壓低于欠壓鎖定閾值(典型值2V)時,防止開關誤操作。
三、工作模式
1. 自動重試模式(MAX4790、MAX4792、MAX4794)
當電流超過限制閾值時,消隱時間計時器開始計數。若過流情況在消隱時間內消失,計時器重置;若過流持續到消隱時間結束,開關關閉,并開始重試時間計時。重試時間結束后,開關重新開啟,若故障仍存在,則重復上述過程;若故障已消除,開關保持開啟。這種模式在過流或短路情況下可節省系統功率。
2. 鎖存關閉模式(MAX4789、MAX4791、MAX4793)
當電流超過限制閾值,消隱時間計時器開始計數。若過流情況在消隱時間內消失,計時器重置;若過流持續到消隱時間結束,開關關閉。需通過切換ON引腳或使輸入電壓低于欠壓鎖定閾值來重置開關。
四、應用領域
- 個人數字助理(PDA)和掌上設備:保護設備免受負載故障影響,延長設備使用壽命。
- 手機:確保手機電路在各種負載條件下的穩定運行。
- GPS系統:為GPS設備提供可靠的電源保護。
- 手持設備:滿足手持設備對低功耗和高可靠性的要求。
- SDIO:適用于SDIO接口的負載切換應用。
五、電氣特性
| 參數 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作電壓 | VIN | 2.3 | 5.5 | V | ||
| 靜態電流 | IQ | VON = VIN, IOUT = 0, VIN = +2.3V to +5.0V | 80 | 120 | μA | |
| VIN = +5.0V to +5.5V | 160 | |||||
| 鎖存關閉電流 | ILATCH | VON = VIN (MAX4789/MAX4791/MAX4793), 過流故障后 | 8 | 15 | μA | |
| 關斷電流 | ISHDN | VON = 0V | 0.01 | 1 | μA | |
| 正向電流限制 | MAX4789/MAX4790 MAX4791/MAX4792 | 200 | 300 | mA | ||
| 250 | 375 | |||||
| 反向電流限制 | MAX4793/MAX4794 MAX4789/MAX4790 | 300 | 450 | mA | ||
| MAX4793/MAX4794 | 450 | |||||
| 關斷反向泄漏電流 | VON = 0, VIN = 3V, VOUT = 5V | 100 | μA | |||
| ON輸入泄漏電流 | VON = VIN or GND | -1 | +1 | μA | ||
| 關斷開關泄漏電流 | VON = 0V, VOUT = 0V | 0.01 | 1 | μA | ||
| 欠壓鎖定 | UVLO | 上升沿 | 1.8 | 2.2 | V | |
| 欠壓鎖定滯后 | 100 | mV | ||||
| 導通電阻 | RON | TA = +25°C, IOUT = 100mA | 0.2 | 0.4 | Ω | |
| TA = -40°C to +85°C, IOUT = 100mA | 0.5 | |||||
| ON輸入邏輯高電壓 | VIH | 2.0 | V | |||
| ON輸入邏輯低電壓 | VIL | 0.8 | V | |||
| FLAG輸出邏輯低電壓 | ISINK = 1mA (MAX4789/MAX4791/MAX4793) | 0.4 | V | |||
| FLAG輸出高泄漏電流 | VIN = VFLAG = 5.5V (MAX4789/MAX4791/MAX4793) | 1 | μA | |||
| 熱關斷 | 150 | °C | ||||
| 熱關斷滯后 | 15 | °C | ||||
| 開啟時間 | VON從低到高; IOUT = 10mA, CL = 0.1μF | 100 | μs | |||
| 關閉時間 | VON從高到低; IOUT = 10mA, CL = 0.1μF | 40 | ns | |||
| 消隱時間 | tBLANK | 過流故障 | 14 | 60 | ms | |
| 短路電流限制響應時間 | VON = VIN = 3.3V, 輸出短路 | 5 | μs | |||
| 重試時間 | tRETRY | MAX4790/MAX4792/MAX4794 | 98 | 420 | ms |
六、封裝信息
該系列產品提供多種封裝形式,包括6引腳3mm x 3mm TDFN、4引腳SOT143和5引腳SOT23封裝,滿足不同應用的空間需求。
七、應用注意事項
1. 輸入電容
為限制瞬間輸出短路時的輸入電壓降,建議在IN引腳和GND之間連接一個電容。大多數應用中,0.1μF陶瓷電容即可滿足需求;對于低電壓應用,可選擇更高電容值以進一步降低輸入電壓降。
2. 輸出電容
在OUT引腳和GND之間連接一個0.1μF電容,可防止關斷時電感寄生效應導致OUT引腳電壓為負,避免開關誤觸發。同時,需注意負載電容不能過大,否則可能導致電流無法及時為電容充電,使設備誤判為負載故障。最大容性負載值可通過公式 (C{MAX }{FWDMIN } × t{BLANKMIN }}{V{IN}}) 計算。{i<>
3. 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長度,減少寄生電感的影響。輸入和輸出電容應盡可能靠近設備(不超過5mm),IN和OUT引腳應通過短走線連接到電源總線。
八、選型與訂購
1. 選型指南
| 型號 | 引腳封裝 | 電流限制(mA) | FLAG功能 | 自動重試 |
|---|---|---|---|---|
| MAX4789 | 4 SOT143 | 200 | 否 | 否 |
| MAX4789 | 5 SOT23 | 200 | 是 | 否 |
| MAX4789 | 6 TDFN | 200 | 是 | 否 |
| MAX4790 | 4 SOT143 | 200 | 否 | 是 |
| MAX4790 | 6 TDFN | 200 | 否 | 是 |
| MAX4790 | 5 SOT23 | 200 | 否 | 是 |
| MAX4791 | 4 SOT143 | 250 | 否 | 否 |
| MAX4791 | 5 SOT23 | 250 | 是 | 否 |
| MAX4791 | 6 TDFN | 250 | 是 | 否 |
| MAX4792 | 4 SOT143 | 250 | 否 | 是 |
| MAX4792 | 6 TDFN | 250 | 否 | 是 |
| MAX4793 | 4 SOT143 | 300 | 否 | 否 |
| MAX4793 | 5 SOT23 | 300 | 是 | 否 |
| MAX4793 | 6 TDFN | 300 | 是 | 否 |
| MAX4794 | 4 SOT143 | 300 | 否 | 是 |
| MAX4794 | 6 TDFN | 300 | 否 | 是 |
2. 訂購信息
具體訂購信息可參考文檔中的訂購表,包括型號、溫度范圍、引腳封裝和頂部標記等信息。
總之,MAX4789–MAX4794系列電流限制開關憑借其豐富的功能和出色的性能,為電子設備的設計提供了可靠的電流保護解決方案。在實際應用中,工程師可根據具體需求選擇合適的型號和封裝,并注意應用中的各項注意事項,以確保系統的穩定運行。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢?歡迎在評論區分享交流。
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