SGM40663/4/5/6/8/9 高電流過壓保護器：低電壓系統的可靠守護者

在電子設備的設計中，過壓保護是至關重要的一環，它能有效防止因電壓異常而對設備造成的損害。今天，我們就來深入了解一下 SGMICRO 推出的 SGM40663/4/5/6/8/9 高電流過壓保護器，看看它是如何為低電壓系統保駕護航的。

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一、產品概述

SGM40663/4/5/6/8/9 是一系列專為保護低電壓系統而設計的過壓保護設備。它能夠承受高達 +31V 的高壓電源以及 +40V PEAK（10s 且 50mA 電流限制）的電壓，甚至可以承受高達 +110V/-400V 的浪涌而不損壞。該系列產品集成了 28mΩ（典型值）的 (R_{ON}) FET，能夠通過 4.5A 的連續電流。當輸入電壓超過過壓閾值時，FET 會自動關閉，過壓閾值可以通過可選的外部電阻在 4V 至 22V 之間進行調整。此外，它還采用了綠色 WLCSP - 1.17×1.63 - 12B 封裝。

二、產品特性

1. 寬電源電壓范圍

支持 2.5V 至 28V 的寬電源電壓范圍，能適應多種不同的電源環境。

2. 高耐壓與浪涌免疫能力

輸入電壓最高可達 40V（10s 內 50mA 電流限制），并且具備高達 +110V/-400V 的浪涌免疫能力，為設備提供了強大的保護。

3. 低導通電阻

集成的開關導通電阻僅為 28mΩ（典型值），能夠有效降低功耗，提高系統效率。

4. 可調過壓保護閾值

過壓保護閾值范圍為 4V 至 22V，并且每個型號都有預設的內部過壓保護閾值，如 SGM40663 為 22.2V（典型值）等，用戶可以根據實際需求進行選擇。

5. 快速響應與保護功能

過壓關閉響應時間僅為 50ns（典型值），能夠迅速切斷電路，保護設備安全。同時還具備啟動去抖時間（15ms）、軟啟動功能、使能功能、熱關斷保護以及電源良好標志等功能。

三、應用領域

該系列產品適用于多種電子設備，如電池充電端口、手機、平板電腦等。在這些設備中，它能夠有效防止過壓對設備造成的損害，提高設備的可靠性和穩定性。

四、產品參數與性能

1. 絕對最大額定值

包括電壓范圍、連續電流、峰值電流、結溫、存儲溫度范圍等參數，使用時需要嚴格遵守這些額定值，以避免對設備造成損壞。

2. 推薦工作條件

推薦的電源電壓范圍為 2.5V 至 28V，工作結溫范圍為 -40℃ 至 +125℃。在這些條件下使用，能夠確保設備的正常運行。

3. 電氣特性

涵蓋輸入電壓范圍、輸入電源電流、內部過壓保護閾值、開關導通電阻等多項電氣參數，這些參數是評估產品性能的重要依據。

4. 典型性能特性

通過各種圖表展示了輸入電源電流與輸入電壓、OVLO 泄漏電流與 OVLO 引腳電壓、歸一化外部 OVLO 選擇閾值與溫度等關系，幫助工程師更好地了解產品在不同條件下的性能表現。

五、引腳配置與功能

1. 引腳配置

采用 WLCSP - 1.17×1.63 - 12B 封裝，共有多個引腳，每個引腳都有其特定的功能。

2. 引腳功能

• nEN：設備使能引腳，低電平有效，用于開啟 IN 到 OUT 的通路。
• OUT：輸出引腳，為內部開關的輸出。
• GND：接地引腳。
• nACOK：開漏輸出，用于指示電源是否穩定。當輸入電壓在最小 (V{IN}) 和 (V{OVO}) 之間穩定時，nACOK 被拉低；如果發生熱關斷，nACOK 呈高阻抗狀態。
• IN：輸入和設備電源引腳，建議在靠近設備處使用 0.1uF 的陶瓷電容。
• OVLO：過壓保護閾值調整引腳。當使用內部閾值時，將 OVLO 連接到 GND；連接到電阻分壓器網絡可以調整 OVLO 閾值。

六、工作原理與詳細描述

1. 設備操作

該系列產品采用了由時序邏輯控制的電荷泵作為內部 FET 的柵極驅動器。當使用內部跳閘閾值時，當 (V{IN}{INOVLO}) 時電荷泵啟用；當使用外部跳閘閾值時，當 (V{OVLO}EXT}) 時電荷泵啟用。經過 15ms（典型值）的去抖延遲后，電荷泵將內部 FET 開啟，然后軟啟動功能會在接下來的 15ms（典型值）內限制 FET 的浪涌電流。一旦 (V{IN}) 超過 (V_{OVLO_THRESH})，FET 就會關閉。

2. 使能功能

通過 nEN 引腳可以啟用或禁用設備。將 nEN 拉高可關閉內部通路 FET，拉低則開啟 FET，設備進入啟動程序。

3. 過壓鎖定（OVLO）

每個型號都有其典型的過壓鎖定閾值，當輸入電壓超過 OVP 上升跳閘電平，開關將在約 50ns 內關閉，直到 (V_{IN}) 降至 OVP 下降跳閘電平以下才會重新開啟。

4. 外部可調 OVLO

設備通過檢測 OVLO 引腳的電壓來判斷是否存在外部分壓器。如果 OVLO 引腳連接到 GND，則應用內部設置的 OVLO 值；當外部電阻分壓器網絡連接到 OVLO 引腳且 (V{OVLO}>V{OVLOSELECT})（典型值 0.27V）時，外部電阻分壓器將確定 (V{IN_OVLO_EXT})。

5. 浪涌保護

集成了鉗位電路，當 (V_{IN}) 電壓急劇上升（通常 >4.5V/μs）且超過 25V 時，內部鉗位電路將被觸發，將浪涌能量釋放到地。

6. 熱關斷保護

當結溫超過 +150℃（典型值）時，內部 FET 會關閉；當結溫下降 20℃（典型值）時，設備將退出熱關斷狀態。

7. nACOK 輸出

開漏 nACOK 輸出用于向主機指示電源是否穩定。經過去抖延遲后，當輸入電壓在最小 (V{IN}) 和 (V{OVLO}) 之間穩定時，nACOK 變為低電平；如果發生熱關斷，nACOK 呈高阻抗狀態。

8. USB OTG 支持

在 OTG 應用中，該系列產品可以從 OUT 向 IN 提供電源。初始時，施加在 OUT 的 OTG 電壓會使電源開關的體二極管正向偏置，在 OUT 和 IN 之間產生約 0.7V 的電壓降。一旦 IN 處的電壓超過 2.5V 的最小輸入電壓并經過去抖時間，主電源開關將完全開啟，顯著降低從 OUT 到 IN 的電壓降，并且能夠為 OTG 負載提供高達 3.5A 的連續電流。

七、應用信息

1. IN 旁路電容

在大多數應用中，應在 IN 和 GND 引腳之間盡可能靠近設備的位置放置一個 0.1μF 的陶瓷旁路電容，以防止因電源引線過長導致的 LC 諧振電路產生過沖。

2. 輸出電容

軟啟動功能允許 SGM40663/4/5/6/8/9 對輸出電容（通常最大可達 1000μF）進行充電，而不會因過流情況而關閉。

八、總結

SGM40663/4/5/6/8/9 高電流過壓保護器以其出色的性能和豐富的功能，為低電壓系統提供了可靠的過壓保護。無論是在耐壓能力、響應速度還是保護功能方面，都表現出色。在實際應用中，工程師可以根據具體需求合理選擇型號，并注意相關的使用條件和參數，以確保設備的正常運行和系統的穩定性。你在使用過壓保護設備時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。