探秘SGM41007：智能大功率热丝驱动芯片的卓越性能

在电子工程师的设计世界里，寻找一款功能强大且稳定可靠的芯片至关重要。今天，我们就来深入了解SGMICRO推出的SGM41007系列芯片，它是一款智能> 5A大功率热丝驱动芯片，具备电池保护功能、火力调节和状态指示等特性，适用于多种可充电设备。

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一、芯片概述

SGM41007系列专为加热控制和电池保护而设计，内部集成了加热控制模块、电池保护模块以及按键读取及指示模块。加热控制有多种档位，包括最大火力输出和可自动对电池电压补偿的大、小三档火力输出。电池保护功能可防止电池过度放电、过度充电、短路和过热，同时配合内外部温度检测，保护芯片和电池安全。该系列以SGM41007为基本型号，有SGM41007、SGM41007A、SGM41007B三个具体型号，采用TSOT - 23 - 6绿色封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃，内部保护温度达 + 165℃。

二、特性要点

（一）火力调节

提供三档火力等级选项，分别为大、小恒定和直通全火力，满足不同的加热需求。

（二）超时保护

具备10s加热超时保护功能，防止热丝长时间加热导致损坏，提高了使用的安全性。

（三）电池保护

涵盖过电压、短路、过热和欠压保护，全方位保障电池的安全使用。

（四）吸吮检测

SGM41007和SGM41007B型号的ON引脚可提供吸吮检测功能，为电子烟等应用提供更智能的操作体验。

（五）状态指示

多种指示提示能力，包括开关机提示、点火指示、火力显示、电池电力提示、电池欠压提示和充电中指示等，通过限时持续、慢闪、频闪等状态直观展示当前状态和参数配置。

三、应用领域

SGM41007系列芯片适用于多种可充电设备，如可充电电子烟、可充电小型保温器皿、可充电保温耳护、可充电保温贴等。这些应用场景都需要对热丝进行精确控制和电池保护，SGM41007系列正好满足了这些需求。

四、封装与订购信息

该系列芯片采用TSOT - 23 - 6封装，不同型号的订货代码、封装顶标和芯片包装有所不同。具体信息如下：	型号	封装	工作温度范围	订货代码	封装顶标	芯片包装
SGM41007	TSOT - 23 - 6	- 40°C ~ + 85°C	SGM41007YTN6G/TR	GM9XX	Tape and Reel, 3000
SGM41007A	TSOT - 23 - 6	- 40°C ~ + 85°C	SGM41007AYTN6G/TR	GH5XX	Tape and Reel, 3000
SGM41007B	TSOT - 23 - 6	- 40°C ~ + 85°C	SGM41007BYTN6G/TR	GIAXX	Tape and Reel, 3000

注：XX = 日期代码。SGMICRO定义“绿色环保”意味着无铅（完全兼容RoHS指令）和无卤素物质。

五、引脚说明

SGM41007系列芯片的引脚功能丰富，各引脚定义如下：	编号	名称	类型	说明
1	BTN	IO	用于芯片状态控制，可实现关闭芯片、电池温度过温检测和芯片按键控制等功能。
2	ON	IO	禁止内部超时限制输出，开机状态下可用于吸吮功能检测。不使用时与BN相连接，防止被干扰。
3	BN	P	连接电池负极的引脚。
4	TN	P	连接接触电极负极的引脚，与加热灯丝或充电电源负极连接。
5	TP	P	连接接触电极正极的引脚，与加热灯丝或充电电源的正极连接。
6	IND	O	指示驱动输出，电流漏输出，可实现限时持续输出、慢闪输出或频闪输出。

六、按键操作与显示时间

芯片通过单个按钮操作选择工作参数，可识别按钮的点按次数、长按时间和其组合，触发不同的功能。不同的按键组合对应不同的要求内容和指示方式，例如：

• “点·点·长”：实现开机或关机，电池电压正常时亮，欠压时频闪。
• “长”：点火输出，电池电压正常时亮，欠压时频闪。
• “点”：要求显示火力，按当前火力设置闪2 - 4次。

七、电气参数规格

在特定条件下（(V{CC}=3.6V)，测试环境温度 (T{A}= + 25^{circ}C)），芯片的各项电气参数表现如下：	参数	符号	条件或说明	最小值	典型值	最大值	单位
UVLO释放电压	V UVLOr V HYS	高于此电压开始工作		1.8		V
			300			mV
零负载工作的消耗电流	I STB	SGM41007		75	100	μA
		SGM41007A/B，此电流会持续20s，20s后电流为0μA	45	60	μA
MOSFET导通电阻	R DS(ON)			20	35	mΩ
10s连输输出电流能力	I DRV	规定PCB覆铜率和面积，以评估板为标准，45℃、3.6V时测量		5		A
火力输出不控制、满电压输出占空比	D N	火力输出不控制、电池电压3.6V时输出占空比		99		%
大火力恒功率控制、满电压输出占空比	D L	大火力恒功率控制、电池电压3.6V时输出占空比		94		%
小火力恒功率控制、满电压输出占空比	D S	小火力恒功率控制、电池电压3.6V时输出占空比		82		%
充电保护临界电压	V43	4.2V电池		4.35		V
欠压禁止启动输出临界电压	V BU			3.1		V
按键按下阈值电压	V H1	BTN关断阈值		V CC - 0.7		V
	V H2	BTN KEY阈值	1.2		1.5	V
	V H3	BTN OTP阈值	2.4			V
电流漏吸入电流	I SNK	V IND = 1V时		3.5		mA
按键确认或去抖时间计数	t1			102		ms
短闪	t2	从反射性指示到收到输入指示的间隔		204		ms
长短分割时间、最长断续持续时间	t4			410		ms
长闪持续时间	t8			820		ms

八、功能、原理及使用说明

（一）加热控制原理

SGM41007系列采用断续开关方式对热丝加热做粗略控制，利用热丝加热的应用热迟滞时间长，功率波动不会影响加热效果。对于对热丝瞬时温度偏高不敏感的应用，如雾化给药、加热手套、加热护耳和电子烟等，都适合这种控制方式。

（二）电池保护原理

芯片根据电池电压自动调整占空比保持加热功率大致不变，同时对电池过充、过热、过放进行保护。在放电期间，只要电路能维持工作，不会因电池电压大幅跌落触发保护，只在不放电时监视电池电压。

（三）按键控制与指示

内置识别按键操作顺序的控制器，通过“点”、“长”组合控制功能，以“短”、“长”、“频闪”和“持续一段时间”对按键应答或指示所要求内容。

（四）超时保护

带有输出超时限制保护，输出超过约10s后自动停止输出，直到控制信号撤除后重新施加方可再次输出。

（五）应用电路

应用电路简单可靠，如不考虑电池和加热部分的过热保护，仅需配备2个电阻、一个按钮触点开关和一个可选的电容C即可实现设计功能。电容C仅在对耐受静电冲击有高要求且芯片自身不能承受时需要。

九、按钮和温度保护电路

按钮检测输入引脚BTN内部有2个不同电压幅度阈值的比较器，可根据外部电压判断按键状态和过热状态。通过PTC电阻配合BTN引脚的双阈值，可实现按键检测和温度保护，监视电池温度或雾化室温度。

十、连续加热控制电路

利用ON接TP禁止内部超时限制电路后，SGM41007系列可实现连续输出功率粗略控制的热丝驱动。

十一、吸吮控制

将咪头连接在ON引脚和BN之间，芯片可检测麦克风的输出判断是否有吸吮动作。吸吮信号不受按键的去抖时间和命令确认时间限制，及时启动输出，但仍受输出超时限制保护。如灵敏度过高，可在ON与麦克风之间串入电阻降低灵敏度。

在实际设计中，电子工程师们可以根据具体需求选择合适的型号和电路配置，充分发挥SGM41007系列芯片的优势。大家在使用过程中有没有遇到过类似芯片的应用问题呢？欢迎在评论区分享交流。