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  圣邦微電子推出SGM2538系列高精度、單通道電子保險絲產(chǎn)品。SGM2538 系列產(chǎn)品可滿足數(shù)字通訊系統(tǒng)母線電壓多樣化和內(nèi)部節(jié)點功能復(fù)雜化等市場需求，為電源系統(tǒng)提供可靠而全面的路徑保護解決方案。

  SGM2538 系列產(chǎn)品配置功能豐富，包括固定過壓鉗位、可調(diào)輸出軟起斜率和過熱關(guān)斷。器件支持 3.3V PCI-E、5V Bus 及 12V Bus 等多種總線應(yīng)用，可調(diào)輸出限流(1A 至 5A)，并且限流精度典型值可達 ±8%(ILIMIT = 3.7A)。此外，SGM2538 系列產(chǎn)品還可通過 BFET 引腳實現(xiàn)反向電流阻斷。

  芯片采用符合環(huán)保理念的 TDFN-3×3-10AL 綠色封裝，工作溫度范圍 -40℃ 至 +125℃。

圖 1 SGM2538 典型應(yīng)用電路

  SGM2538 典型特性

  ●工作電壓范圍：4.5V 至 13.8V 工作電壓，支持 20V 浪涌電壓;

  ●低導(dǎo)通電阻：27mΩ(典型值);

  ●可調(diào)輸出電流限制：1A 至 5A;

  ●輸出電流限制精度：±8%(+25℃，3.7A);

  ●可調(diào)輸出軟起斜率;

  ●額外的 BFET 引腳，支持反向電流阻斷等應(yīng)用;

  ●完備的保護功能：可調(diào)輸入欠壓鎖定、固定過壓鉗位、輸出快速短路保護、過溫保護;

  ●固定過壓鉗位：

  - SGM2538Ax 版本：6.1V 過壓鉗位;

  - SGM2538Bx 版本：15V 過壓鉗位;

  ●熱關(guān)斷響應(yīng)：

  - SGM2538xA 版本：熱關(guān)斷后自恢復(fù);

- SGM2538xB 版本：熱關(guān)斷后鎖存。

  SGM2538 核心特點

  1. SGM2538 支持 20V 輸入電壓，可調(diào)節(jié)的輸出軟起斜率可有效減小浪涌電流，保護下游大電流敏感器件并抑制輸入端電壓波動。

圖 2 啟動時的輸出電壓躍變和浪涌電流

  2. SGM2538 具有 27mΩ 的低導(dǎo)通電阻，可顯著降低在大電流場景下的損耗，提高系統(tǒng)效率。

圖 3 導(dǎo)通電阻與溫度的關(guān)系

  3. SGM2538 內(nèi)部集成固定過壓鉗位，可以快速響應(yīng)輸入過壓事件并將輸出鉗位，有效保護下游電壓敏感型器件。

圖 4 SGM2538Bx 輸出鉗位電壓與溫度的關(guān)系

圖 5 SGM2538Bx 過壓鉗響應(yīng)

  4. SGM2538 通過在 ILIM 引腳外接電阻實現(xiàn)從 1A 至 5A 的可調(diào)電流限制，限流精度可達 ±8%(3.7A)。除限流保護外，SGM2538 還配備了快速短路保護(Fast-Trip)功能。當(dāng)負(fù)載電流超過短路電流閾值(1.6 × IOL)時，SGM2538 能夠在 300ns 內(nèi)快速切斷短路電流，有效保護下游器件。當(dāng)輸出長時間過載或短路時，自恢復(fù)版本(SGM2538xA)芯片由于過溫保護進行打嗝重啟并在異常狀態(tài)移除后恢復(fù)正常工作，鎖存版本(SGM2538xB)芯片在過熱關(guān)斷后需要通過電源或 EN/UVLO 引腳重置。

圖 6 SGM2538BA 短路喚醒響應(yīng)

圖 7 SGM2538BA 短路恢復(fù)響應(yīng)

圖 8 SGM2538BA 過電流響應(yīng)

圖 9 SGM2538BA 輸出熱短接地響應(yīng)

圖 10 SGM2538 輸出熱短對地響應(yīng)，放大

  5. 除以上功能外，SGM2538 還內(nèi)置了 BFET 引腳。BFET 引腳提供 2μA(TYP)的驅(qū)動能力，可滿足豐富的應(yīng)用需求。例如，將外部 N-MOSFET 與 SGM2538 內(nèi)置 FET 構(gòu)成背靠背結(jié)構(gòu)，通過 BFET 引腳驅(qū)動外部 N-MOSFET 可實現(xiàn)反向電流阻斷功能;此外，BFET 引腳還可驅(qū)動外部 P-MOSFET 實現(xiàn)故障指示、輸出快速放電等功能。

圖 11 SGM2538 關(guān)閉至 BFET 的延遲

  SGM2538 應(yīng)用案例

  在工業(yè)系統(tǒng)及 12V 總線應(yīng)用中，通常為了降低系統(tǒng)開啟過程的涌入電流，希望總線輸入端的保護電路在開啟后，輸出信號啟動后級負(fù)載或者后級供電線路逐級啟動，同時在一些系統(tǒng)應(yīng)用(如 SSD 供電)禁止將輸出電容存儲的能量倒灌到輸入總線端，這兩項需要就要求電子保險絲同時能夠支持故障指示和反向電流阻斷。如前所述，SGM2538 系列產(chǎn)品內(nèi)置的 BFET 引腳可以驅(qū)動外部 N-MOSFET 實現(xiàn)反向電流阻斷功能，并且能指示故障給后級電路或者 SOC 來滿足以上系統(tǒng)應(yīng)用需求。下圖展示了基于 SGM2538 的 SSD 供電方案。

圖 12 基于 SGM2538 的 SSD 供電方案

  所示方案中，BFET 引腳驅(qū)動外部 N-MOSFET(簡稱 N 管)實現(xiàn)反向電流阻斷;此外，BFET 引腳還驅(qū)動外部 P-MOSFET(簡稱 P 管)用于故障狀態(tài)指示(P 管的源極經(jīng)電阻上拉到 OUT)。當(dāng)輸入上電時，SGM2538 內(nèi)置 FET 導(dǎo)通，同時 BFET 驅(qū)動 N 管導(dǎo)通，提供從 IN 到 OUT 的導(dǎo)通路徑;同時，P 管處于關(guān)斷狀態(tài)，其源極電位(即故障指示位 FLTB)拉高。當(dāng)檢測到輸入掉電時，BFET 引腳關(guān)斷 N 管，阻止輸出電容上存儲的能量倒灌輸入端;同時，P 管導(dǎo)通，F(xiàn)LTB 拉低，實現(xiàn)故障指示。

圖 13 啟動時的輸出電壓躍變和浪涌電流

圖 14 VIN 故障時的備用電源