MAX4791：高效电流限制开关的卓越之选

MAX4789 - MAX4794：高效电流限制开关的卓越之选

在电子设备的设计中，对电流的精确控制和保护至关重要。今天，我们来深入了解 Maxim Integrated 推出的 MAX4789 - MAX4794 系列 200mA/250mA/300mA 电流限制开关，看看它在实际应用中的特点和优势。

文件下载：MAX4791.pdf

一、产品概述

MAX4789 - MAX4794 系列开关具备内部电流限制功能，可有效防止因负载故障而损坏主机设备。这些模拟开关的导通电阻低至 0.2Ω，能在 2.3V 至 5.5V 的输入电压范围内稳定工作。它们提供了 200mA、250mA 和 300mA 三种不同的电流限制选项，适用于 SDIO 及其他负载切换应用。

二、关键特性与优势

（一）电流限制与保护

1. 精确的电流限制：提供 200mA、250mA 和 300mA 三种保证电流限制，能满足不同负载的需求。当负载电流超过预设的电流限制且持续时间超过故障消隐时间（14ms 保证消隐时间）时，开关会采取相应措施。
2. 热关断保护：当芯片结温超过 +150°C 时，开关会自动关闭，同时 FLAG 引脚输出低电平，保护设备免受过载损坏。热关断回差为 15°C，当温度下降后，开关可恢复正常工作。
3. 反向电流保护：能限制反向电流（VOUT 到 VIN）不超过最大 IREV 值。若反向电流限制条件持续超过消隐时间，开关会关闭，FLAG 引脚会发出信号，防止过大的反向电流损坏设备。

（二）低功耗设计

1. 静态电流低：在开关导通且无负载电流时，静态电流低至 80µA（VIN = 2.3V 至 5.0V），当 VIN 在 5.0V 至 5.5V 时，静态电流为 160µA。
2. 关断电流极小：关断电流仅为 0.01µA（典型值），在系统不工作时能有效降低功耗。
3. 锁存关断电流低：MAX4789/MAX4791/MAX4793 在过流故障后的锁存关断电流为 8 - 15µA。

（三）快速响应与可靠性

1. 快速电流限制响应时间：仅需 5µs，能迅速对过流情况做出反应，保护设备安全。
2. 欠压锁定（UVLO）：当输入电压在启动时过低，UVLO 电路可防止开关误操作。上升沿的欠压锁定阈值为 1.8 - 2.2V，回差为 100mV。

（四）多种封装形式

提供 6 引脚 3mm x 3mm TDFN、4 引脚 SOT143 和 5 引脚 SOT23 等多种封装，可根据不同的应用场景和空间要求进行选择。

三、工作模式与功能实现

（一）自动重试模式（MAX4790、MAX4792、MAX4794）

当正向或反向电流限制阈值被超过时，消隐时间定时器开始计时。若在消隐时间内过流情况消失，定时器复位；若过流情况持续到消隐时间结束，开关关闭。之后，经过内部重试时间，开关会再次尝试导通。如果故障仍然存在，这个过程会重复；若故障已消除，开关将保持导通状态。这种自动重试功能在过流或短路情况下能节省系统功耗。例如，典型的消隐时间 tBLANK = 37ms，重试时间 tRETRY = 259ms，占空比为 12%，相比开关一直导通可节省 88%的功率。

（二）锁存关断模式（MAX4789、MAX4791、MAX4793）

同样，当电流限制阈值被超过时，消隐时间定时器开始计时。若过流情况在消隐时间结束后仍存在，开关会关闭。要重新开启开关，需要将 ON 引脚或输入电源从高电平切换到低电平，再切换回高电平。

（三）FLAG 指示功能

MAX4789、MAX4791 和 MAX4793 具有锁存故障输出 FLAG 引脚。当出现故障时，FLAG 引脚输出低电平，同时开关关闭。FLAG 是开漏输出，需要外接上拉电阻。当芯片温度超过热关断温度限制、设备处于电流限制状态超过故障消隐时间或输入电压低于 UVLO 阈值时，FLAG 引脚会变为低电平。

四、应用电路与设计要点

（一）典型工作电路

在典型的应用电路中，输入电压范围为 2.3V 至 5.5V，开关的输出可连接到 SDIO 端口等负载。通过控制 ON 引脚的电平来开启或关闭开关。

（二）电容配置

1. 输入电容：为了限制瞬间输出短路时的输入电压下降，应在 IN 引脚和地之间连接一个电容。对于大多数应用，0.1µF 的陶瓷电容就足够了；对于低电压应用，建议使用更大容量的电容以进一步降低输入电压降。
2. 输出电容：在 OUT 引脚和地之间连接一个 0.1µF 的电容，可防止在开关关闭时因电感寄生效应使 OUT 引脚电压变负，避免设备误触发。同时，要注意负载电容不能过大，否则可能导致设备误判为负载故障。最大容性负载值可通过公式 (C{MAX }{FWDMIN } × t{BLANKMIN }}{V{IN}}) 计算。{i<>

（三）布局与散热

为了优化开关对输出短路情况的响应时间，应尽量缩短所有走线长度，减少不必要的寄生电感影响。输入和输出电容应尽可能靠近设备（不超过 5mm），IN 和 OUT 引脚要用短走线连接到电源总线。在正常工作时，功耗较小，封装温度变化不大；但如果输出持续短路到地，对于具有自动重试功能的开关，由于总功耗会按占空比缩放，一般不会出现问题；而对于 MAX4789、MAX4791 和 MAX4793，需要手动复位锁存关断状态，如果锁存关断时间不够长，设备可能会达到热关断阈值，直到冷却后才能再次开启。

五、产品选型与订购信息

（一）选型指南

PART	PIN - PACKAGE	CURRENT LIMIT (mA)	FLAG FUNCTION	AUTO - RETRY
MAX4789	4 SOT143	200	No	No
MAX4789	5 SOT23	200	Yes	No
MAX4789	6 TDFN	200	Yes	No
MAX4790	4 SOT143	200	No	Yes
MAX4790	6 TDFN	200	No	Yes
MAX4790	5 SOT23	200	No	Yes
MAX4791	4 SOT143	250	No	No
MAX4791	5 SOT23	250	Yes	No
MAX4791	6 TDFN	250	Yes	No
MAX4792	4 SOT143	250	No	Yes
MAX4792	6 TDFN	250	No	Yes
MAX4793	4 SOT143	300	No	No
MAX4793	5 SOT23	300	Yes	No
MAX4793	6 TDFN	300	Yes	No
MAX4794	4 SOT143	300	No	Yes
MAX4794	6 TDFN	300	No	Yes

（二）订购信息

PART	TEMP RANGE	PIN - PACKAGE	TOP MARK
MAX4789 EUS + T	-40°C to +85°C	4 SOT143	KAFE
MAX4789EUK + T	-40°C to +85°C	5 SOT23	AEAC
MAX4789ETT +	-40°C to +85°C	6 TDFN - EP*	ABO
MAX4790 EUS + T	-40°C to +85°C	4 SOT143	KAFF
MAX4790ETT +	-40°C to +85°C	6 TDFN - EP	ABP
MAX4791 EUS + T	-40°C to +85°C	4 SOT143	KAFG
MAX4791EUK + T	-40°C to +85°C	5 SOT23	AEAE
MAX4791EUK/V + T †	-40°C to +85°C	5 SOT23 - 5	AFGJ
MAX4791ETT +	-40°C to +85°C	6 TDFN - EP*	ABQ
MAX4792 EUS + T	-40°C to +85°C	4 SOT143	KAFH
MAX4792ETT +	-40°C to +85°C	6 TDFN - EP*	ABR
MAX4793 EUS + T	-40°C to +85°C	4 SOT143	KAFI
MAX4793EUK + T	-40°C to +85°C	5 SOT23	AEAG
MAX4793ETT +	-40°C to +85°C	6 TDFN - EP*	ABS
MAX4794 EUS + T	-40°C to +85°C	4 SOT143	KAFJ
MAX4794ETT +	-40°C to +85°C	6 TDFN - EP*	ABT

注：*EP = Exposed paddle. /V 表示汽车级合格部件。† 表示不推荐用于新设计的部件。+ 表示无铅/符合 RoHS 标准的封装。

六、总结

MAX4789 - MAX4794 系列电流限制开关凭借其精确的电流限制、低功耗、快速响应和多种保护功能，为电子设备的设计提供了可靠的电流控制解决方案。在实际应用中，我们可以根据具体的需求选择合适的型号和封装，同时注意电容配置、布局和散热等设计要点，以充分发挥该系列开关的性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。