SGM4560B：CA 卡电源供应与电平转换芯片的技术解析

在电子设备的设计中，CA 卡的电源供应和信号电平转换是至关重要的环节。SGM4560B 作为一款专门针对 CA 卡应用的芯片，在电源转换和电平翻译方面表现出色。下面我们就来详细了解一下这款芯片。

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一、芯片概述

SGM4560B 主要用于 CA 卡应用中的电源转换和信号电平转换。它可以为 3.0V 或 5.0V 的 CA 卡供电，内部 LDO 能将 3.0V 至 5.5V 的输入信号进行转换。通过电压选择引脚，可控制输出电压，最大负载电流可达 200mA。同时，芯片集成的电平转换器能提升 1.6V 至 3.0V 或 5.0V 接口的输入信号。其低工作电流（典型值 100μA）和低关断电流（最大值 1μA）有助于延长电池使用寿命。该芯片采用绿色 TSSOP - 14 封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃。

二、芯片特性

2.1 电源供应能力

• 可为 CA 卡提供 3.0V 或 5.0V 电压，最大负载电流 200mA。
• 输入电压范围为 3.0V 至 5.5V，控制器电压范围为 1.6V 至 5.5V。

2.2 信号特性

• 信号上升时间快，能满足高速信号传输需求。
• 内置故障保护电路，增强了芯片的可靠性。

2.3 电平转换功能

• 具备电平转换器，可将信号转换至 3.0V 或 5.0V。

2.4 低功耗特性

• 低电源电压和关断电流，有利于降低系统功耗。

2.5 工作温度范围

• 可在 - 40℃至 + 85℃的环境温度下正常工作。

2.6 封装形式

• 采用绿色 TSSOP - 14 封装，符合环保要求。

三、应用领域

SGM4560B 主要应用于 CA 卡接口，为 CA 卡的稳定运行提供电源和信号转换支持。

四、典型应用电路

典型应用电路中，涉及 1.6V 至 5.5V 和 3.0V 至 5.5V 的电压输入，通过多个 1μF 的电容进行滤波和旁路处理。电路连接了 CA 卡接口、SGM4560B 芯片和控制器，各引脚根据功能进行连接，确保信号的正常传输和电源的稳定供应。

五、封装与订购信息

SGM4560B 采用 TSSOP - 14 封装，指定温度范围为 - 40℃至 + 85℃，订购编号为 SGM4560BYTS14G/TR，封装标记为 SGM4560B YTS14 XXXXX（其中 XXXXX 为日期代码和供应商代码），包装选项为带盘包装，每盘 4000 个。

六、引脚配置与描述

6.1 引脚配置

芯片采用 TSSOP - 14 封装，各引脚有明确的编号和位置。

6.2 引脚功能

PIN	NAME	FUNCTION
1	C IN	控制器时钟输入引脚
2	R IN	控制器复位输入引脚
3	DATA	控制器双向数据输入/输出引脚，在关机时，只要 DV CC 供电，弱上拉电流源确保 DATA 引脚保持高电平
4	SHDN	控制器驱动的关机引脚，正常工作时该引脚为高电平（DV CC ），关机模式时为低电平
5	V SEL	V CC 电压选择引脚，低电平时选择 V CC = 3.0V，驱动该引脚至 DV CC 时选择 V CC = 5.0V
6	DV CC	控制器电源电压，用于输入/输出引脚（C IN 、R IN 、DATA），需通过 1μF 陶瓷电容旁路至地
7, 14	NC	无连接
8	V P	V CC 电源输入引脚，可在 3.0V 至 5.5V 之间工作，建议使用 1μF 或更大的陶瓷电容从 V P 引脚到地进行电源去耦，电容应尽可能靠近 V P 引脚
9	V CC	CA 卡 V CC 电源电压，建议使用 1μF 陶瓷电容确保稳定性，电容应尽可能靠近 V CC 引脚，关机模式时该引脚放电至地
10	I/O	CA 卡双向数据输入/输出引脚，关机模式时该引脚拉至地
11	RST	CA 卡复位输出引脚，关机模式时该引脚拉至地
12	GND	地
13	CLK	CA 卡时钟输出引脚，关机模式时该引脚拉至地，为保证快速上升和下降沿，CLK 引脚的电路板布局需谨慎

七、电气特性

7.1 输入电源特性

• VP 工作电压范围为 3.0V 至 5.5V，工作电流在 VP = 5.5V 且 IVCC = 0mA 时为 100μA 至 195μA，关机电流在 SHDN = 0V 且 VP = 5.5V 时为 0.4μA 至 8μA。
• DVCC 工作电压范围为 1.6V 至 5.5V，工作电流为 5μA 至 10μA，关机电流在 SHDN = 0V 时为 0.01μA 至 1μA，欠压锁定电压为 0.8V 至 1.2V。

7.2 VCC 输出电压特性

• 不同 VSEL 电平、VP 电压和 IVCC 电流条件下，VCC 输出电压有不同的取值范围。

7.3 控制器输入/输出特性

• 输入电压范围为 0 至 DVCC，高电平输入电压和低电平输入电压有相应的取值范围，高电平输入电流和低电平输入电流也有明确规定。
• 输出电压方面，高电平输出电压和低电平输出电压在不同条件下有不同的值，DATA 引脚还有上拉电流。

7.4 CA 卡输入/输出特性

• 在 VCC 为 3.0V 和 5.0V 时，I/O、CLK、RST 等引脚的高电平输出电压和低电平输出电压有相应规定，I/O 引脚还有上拉电流。

7.5 CA 卡时序参数

• CLK、RST、I/O 的上升/下降时间，CLK 频率，VCC 开启时间和放电时间都有明确的参数。

八、典型性能特性

在典型工作条件下（(V{P}=5.0 ~V) ，(D V{C C}=1.8 ~V) ，(T_{A}=+25^{circ} C) ），展示了 VCC 开启和关闭、停用序列、激活序列以及双向数据传输等方面的性能特性。

九、功能框图

功能框图展示了芯片内部的主要模块，包括 LDO、SHDN 控制、VCC 输出以及各引脚的连接关系，有助于理解芯片的工作原理。

十、应用信息

10.1 (V_{CC}) 电压调节器

SGM4560B 具有一个 200mA 的低压差（LDO）调节器，可作为 (V{CC}) 电压调节器，通过 (V SEL) 引脚数字选择 3.0V 或 5.0V 输出。建议 (VCC) 输出连接 1μF 旁路电容，(V{P}) 连接 1μF 旁路陶瓷电容。

10.2 电平转换器

支持电平转换，使低电压控制器能够与 3.0V 或 5.0V 的 CA 卡接口。CLK 和 RST 线从控制器电源（GND 至 (DVCC) ）电平转换到 CA 卡电源（GND 至 VCC），双向通道在 I/O 引脚进行电平转换。

10.3 上拉电流源

DATA 和 I/O 引脚的低静态电流上拉电流源可显著提高相关引脚的上升时间。若双向模式禁用，节点将由启动电流充电。

10.4 激活/停用

内部电路决定激活或停用的顺序，通过 SGM4560B 可激活或停用连接的通道。将 SHDN 拉至高电平可激活相关通道，激活顺序为：先将 RST、CLK 和 I/O 引脚拉低，启用 VCC，VCC 电压稳定后再启用 RST 和 I/O，I/O 引脚启用后，在第二个时钟信号周期的上升沿启用 CLK。将 SHDN 拉至低电平可停用相关通道，停用顺序为：将 RST 拉低禁用复位信号，SHDN 禁用后，通过拉低两个时钟周期禁用 CLK，若没有时钟信号，时钟通道在 SHDN 引脚禁用 9μs 后禁用，SHDN 拉低时，I/O 拉低，I/O 通道在 9μs 后禁用，I/O 在 (V_{CC}) 禁用前拉至低电平。

10.5 故障检测

内部电路可在 VCC、RST 和 I/O 引脚短路时限制电流流动，在 SGM4560B 输出降低前，(VCC) 的典型电源电流为 300mA。CLK 引脚可显著降低输出级的电流驱动能力以容忍故障，内部电路检测到故障后，需经过故障检测延迟才能降低输出级的电流能力，故障消除后，SGM4560B 可检测到电流降低。

10.6 ESD 保护

良好的 PCB 布局对 ESD 保护很重要，SGM4560B 的 GND 引脚应直接连接到地平面，用于旁路 (VCC) 引脚的电容应尽可能靠近这些引脚并直接连接到地平面。

十一、修订历史

从 2014 年 8 月的原始版本到 REV.A 版本，产品从预览版变为生产数据版。

十二、封装信息

12.1 封装外形尺寸

TSSOP - 14 封装有详细的尺寸规格，包括长度、宽度、引脚间距等参数。

12.2 推荐焊盘图案

给出了推荐的焊盘图案尺寸，单位为毫米和英寸。

12.3 带盘信息

包括带盘的尺寸、关键参数列表等，如带盘直径、宽度、引脚 1 的象限等。

12.4 纸箱尺寸

给出了不同尺寸带盘对应的纸箱尺寸和每箱装的带盘数量。

通过对 SGM4560B 芯片的详细了解，电子工程师在设计 CA 卡相关电路时可以更好地发挥其性能优势，同时在实际应用中也需要注意其各项特性和参数，以确保系统的稳定运行。大家在使用这款芯片的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。