SGM855：納米功耗系統(tǒng)定時(shí)器，為電源門控帶來新變革

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，低功耗和高效能成為了至關(guān)重要的考量因素。尤其是在電池供電系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，如何降低功耗、延長電池壽命，是工程師們面臨的一大挑戰(zhàn)。今天，我們就來深入了解一款名為SGM855的納米功耗系統(tǒng)定時(shí)器，看看它是如何為電源門控應(yīng)用提供出色解決方案的。

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一、SGM855概述

SGM855是一款專為電源門控設(shè)計(jì)的納米功耗系統(tǒng)定時(shí)器，它的靜態(tài)電流僅為40nA（典型值），這一超低功耗特性使得它在對功耗要求極高的應(yīng)用場景中表現(xiàn)出色。該定時(shí)器具有可編程的看門狗功能，能夠通過DRV引腳中斷功率MOSFET，適用于周期性工作或電池供電的應(yīng)用。由于其節(jié)能特性，在能量收集系統(tǒng)或無線傳感器應(yīng)用中，還可以采用更小的電池。

二、關(guān)鍵特性剖析

1. 寬電壓范圍與低功耗

SGM855的供電電壓范圍為1.8V至5.5V，能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境。在2.5V供電時(shí)，典型電流消耗僅為40nA，這使得它在電池供電系統(tǒng)中能夠顯著延長電池的使用壽命。

2. 可編程時(shí)間間隔

該定時(shí)器支持100ms至8200s的可編程時(shí)間間隔，用戶可以通過在DELAY/M_DRV引腳和地之間連接一個(gè)電阻來輕松設(shè)置所需的時(shí)間間隔，并且時(shí)間間隔設(shè)置精度典型值可達(dá)1%。

3. 多種工作模式

用戶可以通過EN/ONE_SHOT引腳選擇定時(shí)器工作在定時(shí)器模式或單次觸發(fā)模式。在定時(shí)器模式下，SGM855會(huì)周期性地輸出DRV信號(hào)來驅(qū)動(dòng)MOSFET；而在單次觸發(fā)模式下，它只會(huì)輸出一次DRV信號(hào)。

4. 手動(dòng)MOSFET上電功能

通過將DELAY/M_DRV引腳連接到VDD，用戶可以手動(dòng)開啟MOSFET，這一功能為系統(tǒng)的調(diào)試和特殊應(yīng)用場景提供了便利。

5. 綠色封裝

SGM855采用了綠色SOT - 23 - 6封裝，符合環(huán)保要求，同時(shí)也便于PCB布局和焊接。

三、電氣特性詳解

1. 電源相關(guān)參數(shù)

在工作模式下，電源電流典型值為40nA；在感應(yīng)模式下，電源電流會(huì)根據(jù)外部電阻的數(shù)字轉(zhuǎn)換而有所變化，典型值為120μA。

2. 定時(shí)器相關(guān)參數(shù)

時(shí)間間隔周期可在100ms至8200s之間選擇，時(shí)間間隔設(shè)置精度在排除可靠性測試時(shí)為±2.6%，包含可靠性測試時(shí)為±3.5%。振蕩器精度在排除可靠性測試時(shí)為±1.0%，包含可靠性測試時(shí)為±2.1%。

3. 數(shù)字邏輯電平

DONE引腳的邏輯高閾值為0.7 × VDD，邏輯低閾值為0.3 × VDD；DRV引腳的邏輯輸出高電平在不同負(fù)載電流下有不同的值，邏輯輸出低電平也會(huì)根據(jù)負(fù)載電流而變化。

四、工作模式與編程

1. 啟動(dòng)過程

在啟動(dòng)時(shí)，上電復(fù)位（POR）后，SGM855會(huì)僅檢測一次連接在DELAY/M_RST引腳和地之間的外部電阻的阻值，并在tR_EXT時(shí)間內(nèi)將其轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔周期。之后，根據(jù)EN/ONE_SHOT引腳的值進(jìn)入定時(shí)器模式或單次觸發(fā)模式。

2. 定時(shí)器模式

當(dāng)EN/ONE_SHOT引腳為高電平時(shí)，SGM855工作在定時(shí)器模式。它會(huì)根據(jù)編程的時(shí)間間隔周期性地產(chǎn)生DRV脈沖，脈沖持續(xù)時(shí)間由是否接收到來自微控制器（μC）的DONE脈沖決定。

3. 單次觸發(fā)模式

當(dāng)EN/ONE_SHOT引腳為低電平時(shí)，SGM855工作在單次觸發(fā)模式。它只會(huì)將DRV引腳拉低一次，脈沖長度由μC釋放DONE脈沖的時(shí)間決定。如果未收到DONE脈沖，DRV引腳將在最后50ms釋放。

4. 時(shí)間間隔編程

通過在DELAY/MDRV引腳和地之間連接外部電阻 (R{EXT}) 來設(shè)置時(shí)間間隔。對于小于1秒的時(shí)間間隔，可以根據(jù)表格選擇合適的電阻值；對于大于1秒的時(shí)間間隔，可以使用公式 (R{EXT}=5.2 × T^{0.3832}) 計(jì)算所需的電阻值，也可以使用公式 (T=0.0153 × R{EXT}^{2.543}) 計(jì)算時(shí)間間隔。

5. 手動(dòng)MOSFET上電

將DELAY/M_DRV引腳連接到VDD可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)MOSFET上電。該信號(hào)必須持續(xù)至少20ms（觀察窗口為30ms）才能被識(shí)別為有效命令。如果DRV引腳已經(jīng)為低電平（MOSFET已開啟），手動(dòng)上電命令將被忽略。

五、應(yīng)用場景與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 應(yīng)用場景

SGM855適用于多種應(yīng)用場景，包括電池供電系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、防盜系統(tǒng)、防篡改系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化傳感器、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、消費(fèi)電子、無線傳感器、白色家電和工業(yè)應(yīng)用等。

2. 典型應(yīng)用

在低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)中，如濕度和溫度監(jiān)測應(yīng)用，SGM855可以在非活動(dòng)期間完全關(guān)閉RF微控制器，從而顯著延長電池壽命。

3. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 功耗優(yōu)化：在電池供電系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是最小化功耗?？梢允褂贸凸碾妷赫{(diào)節(jié)器和低泄漏MOSFET來實(shí)現(xiàn)精確的μC電源門控。
• 時(shí)間間隔設(shè)置：根據(jù)應(yīng)用需求合理選擇時(shí)間間隔，并使用高精度電阻來降低時(shí)間間隔設(shè)置誤差。
• 布局注意事項(xiàng)：DELAY/M_DRV引腳不能連接電容，且該引腳與地之間的走線應(yīng)盡可能短；SGM855的DRV引腳應(yīng)靠近MOSFET的柵極，以減少寄生電容并提高信號(hào)完整性；EN/ONE_SHOT走線應(yīng)盡可能靠近VDD或GND。

六、總結(jié)

SGM855作為一款納米功耗系統(tǒng)定時(shí)器，憑借其超低功耗、可編程時(shí)間間隔、多種工作模式等特性，為電源門控應(yīng)用提供了一種高效、靈活的解決方案。無論是在電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，還是其他對功耗敏感的應(yīng)用中，SGM855都能發(fā)揮重要作用。電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，可以充分考慮SGM855的優(yōu)勢，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗和高性能。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的電源門控問題？你認(rèn)為SGM855在你的項(xiàng)目中會(huì)有怎樣的表現(xiàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的看法。