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  圣邦微電子推出SGM2538系列高精度、單通道電子保險(xiǎn)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(diǎn)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(hù)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(dá) ±8%(ILIMIT = 3.7A)。此外，SGM2538 系列產(chǎn)品還可通過 BFET 引腳實(shí)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(hù)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(hù)、過溫保護(hù);

  ●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(diǎn)

  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(hù)下游大電流敏感器件并抑制輸入端電壓波動(dòng)。

圖 2 啟動(dòng)時(shí)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(hù)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(shí)現(xiàn)從 1A 至 5A 的可調(diào)電流限制，限流精度可達(dá) ±8%(3.7A)。除限流保護(hù)外，SGM2538 還配備了快速短路保護(hù)(Fast-Trip)功能。當(dāng)負(fù)載電流超過短路電流閾值(1.6 × IOL)時(shí)，SGM2538 能夠在 300ns 內(nèi)快速切斷短路電流，有效保護(hù)下游器件。當(dāng)輸出長時(shí)間過載或短路時(shí)，自恢復(fù)版本(SGM2538xA)芯片由于過溫保護(hù)進(jìn)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(dòng)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(dòng)外部 N-MOSFET 可實(shí)現(xiàn)反向電流阻斷功能;此外，BFET 引腳還可驅(qū)動(dòng)外部 P-MOSFET 實(shí)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(hù)電路在開啟后，輸出信號啟動(dòng)后級負(fù)載或者后級供電線路逐級啟動(dòng)，同時(shí)在一些系統(tǒng)應(yīng)用(如 SSD 供電)禁止將輸出電容存儲(chǔ)的能量倒灌到輸入總線端，這兩項(xiàng)需要就要求電子保險(xiǎn)絲同時(shí)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(dòng)外部 N-MOSFET 實(shí)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(dòng)外部 N-MOSFET(簡稱 N 管)實(shí)現(xiàn)反向電流阻斷;此外，BFET 引腳還驅(qū)動(dòng)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(shí)，SGM2538 內(nèi)置 FET 導(dǎo)通，同時(shí) BFET 驅(qū)動(dòng) N 管導(dǎo)通，提供從 IN 到 OUT 的導(dǎo)通路徑;同時(shí)，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(shí)，BFET 引腳關(guān)斷 N 管，阻止輸出電容上存儲(chǔ)的能量倒灌輸入端;同時(shí)，P 管導(dǎo)通，F(xiàn)LTB 拉低，實(shí)現(xiàn)故障指示。

圖 13 啟動(dòng)時(shí)的輸出電壓躍變和浪涌電流

圖 14 VIN 故障時(shí)的備用電源