SGM4075 - 2电池脱离及冷复位开关：设计与应用全解析

在电子设备的设计中，电池管理和复位功能是至关重要的环节。SGM4075 - 2作为一款全新设计的冷复位及电池脱离开关，为电子工程师们提供了一个高效、可靠的解决方案。今天，我们就来深入探讨一下这款开关的特性、应用以及设计要点。

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一、产品概述

SGM4075 - 2的主要作用是在产品装箱时，使电池近乎与负载脱离，延长成品仓储时间，实现开盒即用，改善用户体验，同时方便壳体和包装的灵活设计。它仅需“开机”和“电源保持”信号配合，就能实现电池脱离和开通动作，还能利用电池脱离功能完成掉电重启循环。此外，该开关掉电后重新启动时会检查输出电压是否充分跌落，避免了定时重启残留输出电压不确定的风险。

SGM4075 - 2采用绿色环保的WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃，具有热关断保护和较低的导通阻抗，能适应多种复杂的工作环境。

二、特性亮点

1. 低导通电阻

SGM4075 - 2的典型导通电阻为20mΩ，这意味着在电路中能够有效降低功率损耗，提高能源效率。不同工作电压下，导通电阻会有所变化，例如在VBAT = 5.5V时，典型值为18mΩ；VBAT = 3.6V时，典型值为20mΩ；VBAT = 1.5V时，典型值为42mΩ。这种低导通电阻的特性，使得开关在工作过程中产生的热量更少，稳定性更高。

2. 抗干扰能力强

它具备抗湿漏输入、抗浪涌等特性。抗湿漏输入可以有效防止因潮湿环境导致的漏电问题，提高了开关的可靠性。而抗浪涌能力则能保护电路免受瞬间高电压的冲击，确保设备在复杂的电源环境下正常工作。

3. 过热保护

内置过热开路保护功能，当开关温度过高时，会自动断开电路，避免因过热损坏器件，保障了设备的安全性和稳定性。

4. 时间参数可调节

典型时间参数可利用外置电阻选择不同值，如复位延时为7.7s，开路复位时间为468ms，开机延迟为230ms。通过调整外置电阻，工程师可以根据实际需求灵活设置这些时间参数，满足不同的应用场景。

5. 宽工作电压范围

工作电压范围为1.5V ~ 5.5V，能够适应多种电源供电情况，为不同类型的电子设备提供了更广泛的应用可能。

6. 大电流承载能力

最大连续工作电流可达6A，能够满足大多数电子设备的功率需求，适用于各种电池供电的仪器和设备。

7. 主动放电功能

仅在受控电池脱离时，输出端会主动放电，有助于快速释放输出端的残余电压，确保设备的安全复位。

8. 高ESD保护

各引脚具有较高的ESD保护能力，如VBAT、VOUT、SR引脚对地的HBM为8000V，其余各引脚之间的HBM也为8000V，MM为400V，CDM为1000V，有效防止静电对芯片的损坏。

三、引脚说明

SGM4075 - 2采用WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封装，各引脚功能如下：	序号	引脚名称	类型	说明
A1, A2, A3	VOUT	P	开关输出端
B1, B2, B3	VBAT	P	开关输入端
C1	GND	P	接地端
C2	IC	IC	内部连接用，外部不可连接
C3	SR	I	延迟复位和开通及断开控制输入
D1	DELAY_ADJ	I	延迟时间调节，利用对地电阻RADJ设置延迟时间，不做设置时连接到VBAT，不可悬空
D2	nOFF	I	开关断开或开通控制输入，不可悬空
D3	SYS_WAKE	I	外部唤醒输入

四、电气参数规格

在 (V_{BAT}=3.6V) ，DELAYADJ连接到 (VBAT) ，VOUT对地接36Ω负载， (T{A}= + 25^{circ}C) 的条件下，SGM4075 - 2的各项电气参数表现良好。例如，输入输出导通电阻在不同电压下有相应的取值范围；关机电流典型值为0.7μA，静态工作电流典型值为1μA；浪涌电压在导通和开路状态下都有一定的承受能力等。这些参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

五、典型应用电路

1. 基本应用电路

采用惯用“开机”和“电源保持”2个控制信号的应用电路，通过简单的信号配合，就能实现电池的脱离和开通动作，为电子设备的电源管理提供了基础的解决方案。

2. 外部电源触发电路

可由外部 (V_{BUS}) 电源接入触发开通开关的电路，以及可由外部电源接入触发SYS_WAKE开通开关的电路，增加了开关的触发方式，提高了电路的灵活性。

3. 特定模式工作电路

75939模式工作时的电路，省略了75939电路中的上拉电阻和抗反向二极管，适用于特定的应用场景。

4. 外部唤醒连接电路

接入外部唤醒的连接方式之一，为设备的唤醒功能提供了更多的可能性。

六、控制及响应时序

SGM4075 - 2的控制及响应时序对于理解其工作原理和正确使用至关重要。例如，在Power - On with SR时序中，SR拉高 (t{VON}) 后开通输入输出；在RESET Timing中，SR有效并保持累计时间达到 (t{PHL}) 时，断开输入输出的链接，经过 (t_{REC}) 后会自动开启负载开关等。这些时序关系需要工程师在设计电路时仔细考虑，确保开关的正常工作。

七、应用信息

1. 复位计时器和负载开关功能

SGM4075 - 2既是复位计时器，又是负载开关。它采用特有的“保持 - 改出”型逻辑接口，解决了湿漏电和误偏置潜动问题。在负载开关导通和断开方面，不同的输入信号组合会产生不同的效果，如SR、nOFF、SYS_WAKE的高低电平变化会控制开关的通断状态。

2. 欠压锁定

当电池电压 (V{BAT}<1.38V) 时，SGM4075 - 2进入欠压锁定模式，内部所有寄存器清零，负载开关关闭；当 (V{BAT}>1.38V) 时，脱离欠压锁定模式，负载开关开启。

3. 输入信号优先级

为了解决不同信号同时输入产生的矛盾问题，SGM4075 - 2设定了输入信号优先级，SR优先级最高，SYS_WAKE次之，nOFF最低。当两个输入信号同时有效时，只有优先级高的信号起作用。

4. 防抖动和误触发

持续按键揿下期间，短时间释放按键不影响累计按键揿下时间，释放时间超过宽容时间 (t_{TOL}) 时，清除累计时间。SYSWAKE触发开关导通时，导通会自主保持 (t{M}) 以等待宿主系统启动。

5. 浪涌吸收、短路保护和热保护

开关在导通和断开时都能承受一定的浪涌，内部带有短路和过热保护电路，发生短路或过热时会断开 (V{BAT}) 与 (V{OUT}) 的连接，并在一定条件下尝试重新连接。

6. 有源放电和放电残压检测

SR有效触发断开 (V{BAT}) 与 (V{OUT}) 的连接时，开通对 (V{OUT}) 的有源放电，重新恢复导通时要检查 (V{OUT}) 电压是否充分降低。DELAY_ADJ可通过选用不同的外部电阻值调节断开复位触发的延迟时间。

八、总结

SGM4075 - 2电池脱离及冷复位开关以其丰富的特性和灵活的应用方式，为电子工程师在电池管理和复位功能设计方面提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计需求，合理选择引脚连接、调整时间参数、考虑输入信号优先级等因素，以确保开关的正常工作和设备的稳定性。同时，要注意ESD防护，避免因静电损坏芯片。大家在使用SGM4075 - 2的过程中，有没有遇到过什么特别的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。