SGM40663/4/5/6/8/9 高电流过压保护器：低电压系统的可靠守护者

在电子设备的设计中，过压保护是至关重要的一环，它能有效防止因电压异常而对设备造成的损害。今天，我们就来深入了解一下 SGMICRO 推出的 SGM40663/4/5/6/8/9 高电流过压保护器，看看它是如何为低电压系统保驾护航的。

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一、产品概述

SGM40663/4/5/6/8/9 是一系列专为保护低电压系统而设计的过压保护设备。它能够承受高达 +31V 的高压电源以及 +40V PEAK（10s 且 50mA 电流限制）的电压，甚至可以承受高达 +110V/-400V 的浪涌而不损坏。该系列产品集成了 28mΩ（典型值）的 (R_{ON}) FET，能够通过 4.5A 的连续电流。当输入电压超过过压阈值时，FET 会自动关闭，过压阈值可以通过可选的外部电阻在 4V 至 22V 之间进行调整。此外，它还采用了绿色 WLCSP - 1.17×1.63 - 12B 封装。

二、产品特性

1. 宽电源电压范围

支持 2.5V 至 28V 的宽电源电压范围，能适应多种不同的电源环境。

2. 高耐压与浪涌免疫能力

输入电压最高可达 40V（10s 内 50mA 电流限制），并且具备高达 +110V/-400V 的浪涌免疫能力，为设备提供了强大的保护。

3. 低导通电阻

集成的开关导通电阻仅为 28mΩ（典型值），能够有效降低功耗，提高系统效率。

4. 可调过压保护阈值

过压保护阈值范围为 4V 至 22V，并且每个型号都有预设的内部过压保护阈值，如 SGM40663 为 22.2V（典型值）等，用户可以根据实际需求进行选择。

5. 快速响应与保护功能

过压关闭响应时间仅为 50ns（典型值），能够迅速切断电路，保护设备安全。同时还具备启动去抖时间（15ms）、软启动功能、使能功能、热关断保护以及电源良好标志等功能。

三、应用领域

该系列产品适用于多种电子设备，如电池充电端口、手机、平板电脑等。在这些设备中，它能够有效防止过压对设备造成的损害，提高设备的可靠性和稳定性。

四、产品参数与性能

1. 绝对最大额定值

包括电压范围、连续电流、峰值电流、结温、存储温度范围等参数，使用时需要严格遵守这些额定值，以避免对设备造成损坏。

2. 推荐工作条件

推荐的电源电压范围为 2.5V 至 28V，工作结温范围为 -40℃ 至 +125℃。在这些条件下使用，能够确保设备的正常运行。

3. 电气特性

涵盖输入电压范围、输入电源电流、内部过压保护阈值、开关导通电阻等多项电气参数，这些参数是评估产品性能的重要依据。

4. 典型性能特性

通过各种图表展示了输入电源电流与输入电压、OVLO 泄漏电流与 OVLO 引脚电压、归一化外部 OVLO 选择阈值与温度等关系，帮助工程师更好地了解产品在不同条件下的性能表现。

五、引脚配置与功能

1. 引脚配置

采用 WLCSP - 1.17×1.63 - 12B 封装，共有多个引脚，每个引脚都有其特定的功能。

2. 引脚功能

• nEN：设备使能引脚，低电平有效，用于开启 IN 到 OUT 的通路。
• OUT：输出引脚，为内部开关的输出。
• GND：接地引脚。
• nACOK：开漏输出，用于指示电源是否稳定。当输入电压在最小 (V{IN}) 和 (V{OVO}) 之间稳定时，nACOK 被拉低；如果发生热关断，nACOK 呈高阻抗状态。
• IN：输入和设备电源引脚，建议在靠近设备处使用 0.1uF 的陶瓷电容。
• OVLO：过压保护阈值调整引脚。当使用内部阈值时，将 OVLO 连接到 GND；连接到电阻分压器网络可以调整 OVLO 阈值。

六、工作原理与详细描述

1. 设备操作

该系列产品采用了由时序逻辑控制的电荷泵作为内部 FET 的栅极驱动器。当使用内部跳闸阈值时，当 (V{IN}{INOVLO}) 时电荷泵启用；当使用外部跳闸阈值时，当 (V{OVLO}EXT}) 时电荷泵启用。经过 15ms（典型值）的去抖延迟后，电荷泵将内部 FET 开启，然后软启动功能会在接下来的 15ms（典型值）内限制 FET 的浪涌电流。一旦 (V{IN}) 超过 (V_{OVLO_THRESH})，FET 就会关闭。

2. 使能功能

通过 nEN 引脚可以启用或禁用设备。将 nEN 拉高可关闭内部通路 FET，拉低则开启 FET，设备进入启动程序。

3. 过压锁定（OVLO）

每个型号都有其典型的过压锁定阈值，当输入电压超过 OVP 上升跳闸电平，开关将在约 50ns 内关闭，直到 (V_{IN}) 降至 OVP 下降跳闸电平以下才会重新开启。

4. 外部可调 OVLO

设备通过检测 OVLO 引脚的电压来判断是否存在外部分压器。如果 OVLO 引脚连接到 GND，则应用内部设置的 OVLO 值；当外部电阻分压器网络连接到 OVLO 引脚且 (V{OVLO}>V{OVLOSELECT})（典型值 0.27V）时，外部电阻分压器将确定 (V{IN_OVLO_EXT})。

5. 浪涌保护

集成了钳位电路，当 (V_{IN}) 电压急剧上升（通常 >4.5V/μs）且超过 25V 时，内部钳位电路将被触发，将浪涌能量释放到地。

6. 热关断保护

当结温超过 +150℃（典型值）时，内部 FET 会关闭；当结温下降 20℃（典型值）时，设备将退出热关断状态。

7. nACOK 输出

开漏 nACOK 输出用于向主机指示电源是否稳定。经过去抖延迟后，当输入电压在最小 (V{IN}) 和 (V{OVLO}) 之间稳定时，nACOK 变为低电平；如果发生热关断，nACOK 呈高阻抗状态。

8. USB OTG 支持

在 OTG 应用中，该系列产品可以从 OUT 向 IN 提供电源。初始时，施加在 OUT 的 OTG 电压会使电源开关的体二极管正向偏置，在 OUT 和 IN 之间产生约 0.7V 的电压降。一旦 IN 处的电压超过 2.5V 的最小输入电压并经过去抖时间，主电源开关将完全开启，显著降低从 OUT 到 IN 的电压降，并且能够为 OTG 负载提供高达 3.5A 的连续电流。

七、应用信息

1. IN 旁路电容

在大多数应用中，应在 IN 和 GND 引脚之间尽可能靠近设备的位置放置一个 0.1μF 的陶瓷旁路电容，以防止因电源引线过长导致的 LC 谐振电路产生过冲。

2. 输出电容

软启动功能允许 SGM40663/4/5/6/8/9 对输出电容（通常最大可达 1000μF）进行充电，而不会因过流情况而关闭。

八、总结

SGM40663/4/5/6/8/9 高电流过压保护器以其出色的性能和丰富的功能，为低电压系统提供了可靠的过压保护。无论是在耐压能力、响应速度还是保护功能方面，都表现出色。在实际应用中，工程师可以根据具体需求合理选择型号，并注意相关的使用条件和参数，以确保设备的正常运行和系统的稳定性。你在使用过压保护设备时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。