SGM4075-1電池脫離及冷復(fù)位開關(guān)：設(shè)計(jì)與應(yīng)用詳解

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，電池管理和復(fù)位功能至關(guān)重要。SGM4075-1作為一款全新設(shè)計(jì)的冷復(fù)位及電池脫離開關(guān)，為電子工程師們提供了出色的解決方案。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這款開關(guān)。

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一、概述

SGM4075-1的主要作用是在產(chǎn)品裝箱時(shí)，讓電池近乎與負(fù)載脫離，從而延長成品倉儲(chǔ)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)開盒即用的效果，提升用戶體驗(yàn)，同時(shí)也方便了殼體和包裝的靈活設(shè)計(jì)。它僅需“開機(jī)”和“電源保持”信號(hào)配合，就能完成電池脫離和開通動(dòng)作，必要時(shí)還能利用電池脫離功能實(shí)現(xiàn)掉電重啟循環(huán)。而且，它在掉電后重新啟動(dòng)時(shí)，會(huì)檢查輸出電壓是否充分跌落，避免了定時(shí)重啟殘留輸出電壓不確定的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該開關(guān)還具備熱關(guān)斷保護(hù)和較低的導(dǎo)通阻抗。它采用了綠色環(huán)保的WLCSP - 1.31×1.62 - 12B和TDFN - 3×3 - 8L封裝，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM4075-1的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了手機(jī)、平板電腦、個(gè)人媒體播放器等消費(fèi)電子設(shè)備，以及存儲(chǔ)裝置、無線路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時(shí)，在電池供電儀器和檢測(cè)設(shè)備、手電、小型備用裝置、休眠信標(biāo)等領(lǐng)域也能發(fā)揮重要作用。

三、特性亮點(diǎn)

低導(dǎo)通電阻

WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封裝的典型導(dǎo)通電阻僅為20mΩ，這有助于降低功耗，提高效率。比如在一些對(duì)功耗要求較高的便攜設(shè)備中，低導(dǎo)通電阻的優(yōu)勢(shì)就非常明顯。

抗干擾能力強(qiáng)

具備抗?jié)衤┹斎搿⒖估擞康忍匦?，能有效保證在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作。在實(shí)際應(yīng)用中，電子設(shè)備可能會(huì)面臨各種干擾，這些特性就為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

過熱保護(hù)

擁有過熱開路保護(hù)功能，當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開連接，避免芯片損壞。這對(duì)于一些長時(shí)間工作或者功率較大的設(shè)備來說，是非常重要的安全保障。

可調(diào)節(jié)的時(shí)間參數(shù)

典型時(shí)間參數(shù)可通過外置電阻進(jìn)行選擇，如復(fù)位延遲7.7s、開路復(fù)位時(shí)間468ms、開機(jī)延遲230ms等。工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。

寬工作電壓范圍

工作電壓范圍為1.5V ~ 5.5V，能適配多種電源系統(tǒng)。這使得它在不同的電子設(shè)備中都能找到用武之地。

大電流承載能力

TDFN - 3×3 - 8L封裝最大連續(xù)工作電流為4.5A，WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封裝最大連續(xù)工作電流為6A，能夠滿足大多數(shù)設(shè)備的供電需求。

主動(dòng)放電功能

僅在受控電池脫離時(shí)輸出端主動(dòng)放電，能有效避免殘留電壓對(duì)設(shè)備的影響。

高ESD保護(hù)

喚醒輸入符合ICE61000 - 4 - 2 L4要求，各引腳具備不同等級(jí)的ESD保護(hù)，提高了芯片的可靠性。

四、封裝與訂購信息

這里需要注意的是，頂標(biāo)信息中的XXXX表示日期代碼，XXXXX表示日期代碼和供應(yīng)商代碼。SGMICRO定義的“綠色環(huán)?！币馕吨鵁o鉛（完全兼容RoHS指令）和無鹵素物質(zhì)。

五、限制條件及封裝熱特性

在使用SGM4075-1時(shí)，需要了解一些限制條件和封裝熱特性，以確保芯片的正常工作。

電壓范圍

VBAT、VOUT、nSR0、DELAY_ADJ、SYS_WAKE的電壓范圍為 - 0.3V ~ 6.5V。

最大連續(xù)工作電流

WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封裝最大為6A，TDFN - 3×3 - 8L封裝最大為4.5A。

功耗

不同封裝在特定條件下的功耗不同，如WLCSP - 1.31×1.62 - 12B在IOUT = 6A，RON = 20mΩ時(shí)功耗為0.72W；TDFN - 3×3 - 8L在IOUT = 4.5A，RON = 45mΩ時(shí)功耗為0.91W。

熱阻典型值

WLCSP - 1.31×1.62 - 12B的θJA為86℃ / W，TDFN - 3×3 - 8L的θJA為65℃ / W。

其他參數(shù)

結(jié)點(diǎn)溫度最高為 + 150℃，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 65℃ ~ + 150℃，焊接溫度（焊接10s）為 + 260℃。各引腳的ESD敏感度也有所不同，如VBAT、VOUT、nSR0引腳對(duì)地HBM為8000V等。

需要提醒的是，超出上述絕對(duì)最大額定值不一定會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞，但長期在絕對(duì)最大額定值條件下工作會(huì)影響器件的可靠性。

六、引腳說明

這里I為輸入，P為電源，IC保留用于內(nèi)部連接，G為接地。

七、電氣參數(shù)規(guī)格表

電氣參數(shù)規(guī)格表給出了SGM4075-1在不同條件下的各項(xiàng)參數(shù)，如輸入輸出導(dǎo)通電阻、關(guān)機(jī)電流、靜態(tài)工作電流等。例如，WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封裝在VBAr = 3.6V時(shí)，輸入輸出導(dǎo)通電阻典型值為20mΩ。這些參數(shù)對(duì)于工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估非常重要。

八、特性曲線

特性曲線展示了SGM4075-1的一些性能隨溫度、電源電壓等因素的變化情況。如導(dǎo)通電阻隨溫度和電源電壓的變化曲線，能幫助工程師了解芯片在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

九、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多種典型應(yīng)用電路，包括采用“開機(jī)”和“電源保持”信號(hào)并且可由外部BUS電源接入觸發(fā)開通開關(guān)的電路、可由外部電源接入觸發(fā)SYS_WAKE開通開關(guān)的電路等。這些電路為工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供了參考，工程師可以根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇和修改。

十、應(yīng)用信息

復(fù)位計(jì)時(shí)器和負(fù)載開關(guān)功能

SGM4075-1既是復(fù)位計(jì)時(shí)器，又是負(fù)載開關(guān)。它采用特有的“保持 - 改出”型邏輯接口解決濕漏電和誤偏置潛動(dòng)問題。在負(fù)載開關(guān)導(dǎo)通、復(fù)位計(jì)時(shí)器工作和負(fù)載開關(guān)斷開等不同情況下，其工作邏輯和相關(guān)延遲時(shí)間都有明確規(guī)定。例如，nSR0拉高、nOFF拉低、SYS_WAKE拉低時(shí)開關(guān)維持?jǐn)嚅_，nSR0進(jìn)入低tvON后開通輸入輸出。

欠壓鎖定

當(dāng)電池電壓(VBAT < 1.38V)時(shí)，SGM4075-1進(jìn)入欠壓鎖定模式，內(nèi)部所有寄存器都被清零，負(fù)載開關(guān)關(guān)閉；當(dāng)電池電壓(VBAT > 1.38V)時(shí)，脫離欠壓鎖定模式，負(fù)載開關(guān)開啟。

輸入信號(hào)優(yōu)先級(jí)

為了解決不同信號(hào)同時(shí)輸入產(chǎn)生矛盾的問題，SGM4075-1設(shè)定了輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)，nSR0優(yōu)先級(jí)最高，SYS_WAKE次之，nOFF最低。當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，只有優(yōu)先級(jí)高的信號(hào)起作用。

防抖動(dòng)和誤觸發(fā)

持續(xù)按鍵撳下期間，短時(shí)間釋放按鍵不影響累計(jì)按鍵撳下時(shí)間，釋放時(shí)間超過寬容時(shí)間TOL時(shí)，清除累計(jì)的按鍵撳下時(shí)間。SYS_WAKE觸發(fā)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通自主保持tM以等待宿主系統(tǒng)啟動(dòng)和完成需要的接替其維持導(dǎo)通。

浪涌吸收、短路保護(hù)和熱保護(hù)

SGM4075-1在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)在VBAT和VOUT端均可承受不同極性的接觸浪涌，在開關(guān)斷開時(shí)VOUT端可承受正向接觸浪涌。內(nèi)部帶有短路和過熱保護(hù)電路，發(fā)生短路或過熱時(shí)會(huì)斷開VBAT與VOUT的連接，并在最短開路復(fù)位時(shí)間REC后或者芯片溫度下降后嘗試重新連接。

有源放電和放電殘壓檢測(cè)

SGM4075-1在nSR0有效觸發(fā)斷開VBAT與OUT的連接時(shí)，開通對(duì)VOUT的有源放電，其它輸入觸發(fā)斷開時(shí)不開通有源放電。從開路復(fù)位狀態(tài)重新恢復(fù)導(dǎo)通時(shí)，除了要滿足最短開路復(fù)位時(shí)間的要求外，還要同時(shí)檢查VOUT電壓是否已充分降低到低于VDIS。

DELAY_ADJ調(diào)節(jié)延遲時(shí)間

DELAY_ADJ可利用選用不同的外部電阻值調(diào)節(jié)斷開復(fù)位觸發(fā)的延遲時(shí)間，不同阻值對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)間調(diào)節(jié)效果不同，如無電阻直接對(duì)地時(shí)為0.5tPHL，接VBAT時(shí)為1tPHL。

十一、版本更新記錄

SGM4075-1的版本更新記錄顯示了其不斷改進(jìn)和優(yōu)化的過程，包括更新應(yīng)用信息、電氣參數(shù)規(guī)格表、封裝相關(guān)信息等。工程師在使用時(shí)，應(yīng)關(guān)注最新版本的規(guī)格書，以確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。

SGM4075-1是一款功能強(qiáng)大、性能出色的電池脫離及冷復(fù)位開關(guān)。電子工程師們?cè)谶M(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，可以充分利用其特性和功能，為電子設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來更多的可能性。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些關(guān)于電池管理和復(fù)位功能的難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。