SGM2593A/SGM2593AD 單通道功率分配開關(guān)：功能特性與應(yīng)用指南

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，功率分配開關(guān)扮演著至關(guān)重要的角色。SGMICRO 推出的 SGM2593A 和 SGM2593AD 單通道功率分配開關(guān)，以其出色的性能和豐富的功能，為各類電子設(shè)備的電源分配提供了可靠的解決方案。

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一、產(chǎn)品概述

SGM2593A 和 SGM2593AD 是單通道功率分配開關(guān)，由 EN 引腳控制，工作電源電壓范圍為 2.5V 至 6V，適用于 USB 電源分配等應(yīng)用場景。這兩款產(chǎn)品集成了可編程電流限制功能，能在過流或短路時(shí)保護(hù)上游電源，還具備過溫保護(hù)功能。此外，它們采用軟啟動電路，可應(yīng)對連接大容性負(fù)載時(shí)的浪涌電流。在過流、過溫或反壓情況下，nFAULT 輸出將被拉低。SGM2593AD 還集成了 50Ω 下拉電阻，用于在開關(guān)關(guān)閉時(shí)進(jìn)行輸出放電，進(jìn)一步減小了整體解決方案的尺寸。

二、產(chǎn)品特性

（一）MOSFET 與導(dǎo)通電阻

采用高端 N - MOSFET，不同封裝的導(dǎo)通電阻有所差異。TDFN - 2×2 - 6AL 封裝典型導(dǎo)通電阻為 60mΩ，SOT - 23 - 6 封裝典型導(dǎo)通電阻為 65mΩ。

（二）可編程電流限制

電流限制范圍為 0.1A 至 3A，可通過連接在 ILIM 引腳與 GND 之間的電阻 RILIM 進(jìn)行編程設(shè)置。

（三）電壓與電流參數(shù)

輸入電壓范圍為 2.5V 至 6V，靜態(tài)電流典型值為 28μA，關(guān)斷電流典型值為 0.3μA。

（四）保護(hù)功能

具備軟啟動功能、過溫保護(hù)、輸入欠壓鎖定保護(hù)、無反向泄漏電流（反向阻斷）、故障標(biāo)志（nFAULT 引腳）以及快速輸出放電功能。

（五）其他特性

EN 引腳集成 1.2MΩ 下拉電阻，為 UL 認(rèn)可組件（文件編號 E532373*），提供綠色 TDFN - 2×2 - 6AL 和 SOT - 23 - 6 封裝。

三、引腳配置與描述

（一）引腳配置

兩款產(chǎn)品有 TDFN - 2×2 - 6AL 和 SOT - 23 - 6 兩種封裝，引腳配置有所不同，但功能基本一致。

（二）引腳功能

• VOUT：輸出電壓引腳。
• ILIM：電流限制編程引腳，通過連接電阻 RILIM 到 GND 來設(shè)置過載電流限制閾值。若直接連接到 GND，則電流限制功能不可用。
• nFAULT：低電平有效開漏輸出引腳，在過流、過溫或反壓情況下被拉低。
• EN：芯片使能引腳，高電平有效，集成了 1.2MΩ 下拉電阻。
• GND：接地引腳。
• VIN：電源輸入電壓引腳。

四、電氣特性

（一）電壓與電流參數(shù)

輸入電壓范圍 2.5V 至 6V，欠壓鎖定閾值在 VIN 上升和下降時(shí)有不同值，靜態(tài)電流和關(guān)斷電流在不同條件下有相應(yīng)典型值和范圍。

（二）導(dǎo)通電阻與延遲時(shí)間

不同封裝的導(dǎo)通電阻在不同溫度范圍內(nèi)有差異，輸出開啟和關(guān)閉延遲時(shí)間、上升和下降時(shí)間也有明確參數(shù)。

（三）電流限制與保護(hù)閾值

電流限制閾值根據(jù)不同的 RILIM 值和溫度條件有所變化，反向保護(hù)閾值和滯后電壓也有具體參數(shù)。

五、典型性能特性

（一）導(dǎo)通電阻與溫度關(guān)系

導(dǎo)通電阻隨溫度變化，不同輸入電壓下變化趨勢有所不同。

（二）關(guān)斷電流與輸出泄漏電流

關(guān)斷電流和輸出泄漏電流隨溫度和輸入電壓變化。

（三）電流限制與溫度、輸入電壓關(guān)系

電流限制值受溫度和輸入電壓影響。

（四）其他特性

還包括靜態(tài)電流與溫度關(guān)系、反向保護(hù)閾值與溫度關(guān)系、VOUT 關(guān)斷放電電阻與溫度關(guān)系等。

六、功能詳細(xì)描述

（一）輸入與輸出

VIN 連接到電源，負(fù)載電流通常從 VIN 流向 VOUT，關(guān)閉時(shí)允許 VOUT 電壓高于 VIN。

（二）熱關(guān)斷

熱關(guān)斷閾值為 +156℃，滯后 30℃。

（三）軟啟動

用于限制啟動或熱插拔時(shí)的浪涌電流，應(yīng)對大容性負(fù)載。

（四）欠壓鎖定

當(dāng) VIN 引腳電壓低于欠壓鎖定閾值時(shí)，設(shè)備禁用；電源恢復(fù)到閾值以上時(shí)恢復(fù)工作。

（五）電流限制與短路保護(hù)

通過 RILIM 設(shè)置電流限制閾值，短路時(shí)電流限制為正常閾值的 60%，nFAULT 引腳在進(jìn)入短路狀態(tài) 15ms 后被拉低。若短路持續(xù)，設(shè)備在熱保護(hù)下循環(huán)開關(guān)。

（六）故障標(biāo)志

nFAULT 引腳在過流時(shí)經(jīng)過 15ms 延遲后指示故障，過溫時(shí)立即拉低，避免因干擾導(dǎo)致誤報(bào)。

（七）反向電壓保護(hù)

當(dāng)輸出電壓超過輸入電壓 25mV（典型值）時(shí)，關(guān)閉內(nèi)部 N - MOSFET，滯后電壓為 15mV（典型值）。

（八）輸出放電

SGM2593AD 集成輸出放電功能，EN 引腳拉低時(shí)，VOUT 與 GND 之間連接 50Ω 放電電阻，防止輸出浮空。

七、應(yīng)用信息

（一）電流限制編程

通過在 ILIM 引腳與 GND 之間連接外部電阻 RILIM 來設(shè)置開關(guān)電流限制閾值，計(jì)算公式為 (I{LIM}(mA)=frac{24114 V}{R{ILIM}^{0.977} k Omega})。

（二）功率耗散

根據(jù)環(huán)境溫度和輸出電流，最大允許功率耗散計(jì)算公式為 (P{D(MAX)}=frac{T{J(MAX)}-T{A}}{theta{JA}})。

（三）電源濾波電容

建議在 VIN 和 GND 之間靠近設(shè)備引腳處使用 10μF 電容，以限制輸入電源電壓降。

（四）輸出濾波電容

建議在 VOUT 和 GND 之間使用低 ESR 的 10μF 陶瓷電容，若輸出通過長電纜連接負(fù)載，可并聯(lián)抗并聯(lián)肖特基二極管。

（五）PCB 布局指南

保持電源走線短而寬，使用至少 2 盎司銅；在所有電路下方放置接地平面；確保輸入去耦電容到 VIN 和 GND 的走線長度最短；將輸出電容盡可能靠近設(shè)備放置。

八、封裝與訂購信息

提供 TDFN - 2×2 - 6AL 和 SOT - 23 - 6 兩種封裝，不同封裝有對應(yīng)的訂購編號、封裝標(biāo)記和包裝選項(xiàng)，工作溫度范圍均為 - 40℃ 至 +125℃。

SGM2593A 和 SGM2593AD 功率分配開關(guān)憑借其豐富的功能和良好的性能，在電源管理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。工程師在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)具體需求合理選擇封裝和參數(shù)，同時(shí)注意 PCB 布局和電容的使用，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似功率分配開關(guān)的問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。