高精度可调节的过压过流保护器件——MAX17562

高精度可调节的过压过流保护器件——MAX17561/MAX17562/MAX17563

在各类电子设备的设计中，过压和过流保护是保障系统稳定运行、避免元件损坏的关键环节。今天，我们就来深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX17561/MAX17562/MAX17563系列可调节过压和过流保护器件，这几款器件在保护系统免受输入电压故障方面表现出色。

文件下载：MAX17562.pdf

一、器件概述

MAX17561/MAX17562/MAX17563能够有效保护系统免受高达±40V的正负输入电压故障影响，其内部集成的FET导通电阻典型值仅为100mΩ。可调节的过压保护范围在6V至36V之间，欠压保护范围则在4.5V至24V之间。过压锁定（OVLO）和欠压锁定（UVLO）阈值可通过外部电阻进行灵活设置，内部预设的OVLO阈值典型值为33V，UVLO阈值典型值为19.2V。此外，这些IC还具备可编程的电流限制保护功能，最大可设置为4.2A。在封装方面，采用了小巧的14引脚TSSOP封装（5mm x 6.5mm），工作温度范围为 -40°C至 +125°C。

二、器件特性

2.1 工业级电源保护，增强系统鲁棒性

• 宽输入电压范围：支持 +4.5V至 +36V的输入电压，并且能够承受 -36V的负输入电压。
• 低导通电阻：典型值为100mΩ的低导通电阻FET，可有效降低功耗。
• 反向电流控制输入：具备反向电流控制功能，适用于各种复杂的电源应用场景。
• 热过载保护：当器件温度过高时，能够自动启动热关断保护，确保器件安全。

2.2 灵活的设计选项，简化设计流程

• 可调节的OVLO和UVLO阈值：通过外部电阻可方便地调整过压和欠压锁定阈值，满足不同应用需求。
• 可编程正向电流限制：电流限制范围为0.7A至4.2A，精度可达±15%。
• 双使能输入：EN和高压HVEN两个使能输入引脚，为系统控制提供更多灵活性。

2.3 节省空间

采用14引脚、5mm x 6.5mm的TSSOP封装，适合对空间要求较高的应用。

三、电气特性

在不同的工作条件下，MAX17561/MAX17562/MAX17563展现出了稳定的电气性能。例如，在输入电压范围为4.5V至36V、工作温度范围为 -40°C至 +125°C时，其内部过压触发电平典型值为33V，欠压触发电平典型值为19.2V。在实际应用中，我们需要根据具体的设计要求，合理选择外部元件参数，以确保器件能够在最佳状态下工作。

四、工作模式与保护机制

4.1 可编程电流限制

通过连接SETI引脚到地的电阻，可以设置开关的电流限制阈值。当输出电流达到阈值并持续超过消隐时间（tBLANK）时，根据不同型号，器件会采取不同的响应方式：

• MAX17561（自动重试模式）：在过流发生后，经过20.7ms（典型值）的消隐时间后关闭开关，进入重试周期。重试时间（tRETRY）结束后，开关重新打开。若故障仍然存在，则重复该过程。这种模式在过流或短路情况下可有效降低系统功耗。
• MAX17562（锁存模式）：过流发生且消隐时间结束后，开关锁定关闭。需要通过切换控制逻辑EN或HVEN，或者循环输入电压来重置开关。
• MAX17563（连续限流模式）：当电流达到阈值时，持续将输出电流限制在编程值。

4.2 反向电流保护

通过RIEN引脚可以启用反向电流保护功能，阻止电流从输出端流向输入端，这在包含感性负载的应用中尤为重要。

4.3 故障标志输出

FLAG引脚为开漏输出的故障指示引脚，当满足以下任意条件时，FLAG引脚置低：消隐时间结束、反向电流保护触发、芯片温度超过 +150°C、SETI引脚电压低于1V（典型值）、达到OVLO阈值。

4.4 热关断保护

当结温超过 +150°C（典型值）时，器件自动关闭，FLAG引脚置低。当结温下降约30°C后，除MAX17562保持锁定关闭外，其他器件恢复正常工作。

4.5 欠压锁定（UVLO）和过压锁定（OVLO）

通过连接外部电阻到UVLO和OVLO引脚，可以分别调整欠压和过压锁定阈值。当引脚电压低于外部选择电压时，使用内部预设阈值。

4.6 开关控制

器件具有两个独立的使能输入引脚（HVEN和EN），可通过切换这两个引脚的状态来重置短路故障。

4.7 输入去抖保护

当输入电压高于UVLO阈值且持续时间超过去抖时间（tDEB）时，内部FET开启，适用于电源上电时EN或HVEN信号存在的应用场景。

五、应用注意事项

5.1 设置电流限制

通过SETI引脚到地的电阻来设置电流限制阈值，计算公式为：(R{SETI}(kOmega)=frac{11500}{I{LIM}(mA)})。

5.2 输入旁路电容

在IN引脚和地之间连接至少0.47μF的电容，以限制瞬间输出短路时的输入电压下降。

5.3 热插拔应用

在热插拔应用中，为防止输入过冲和振铃，建议在输入端子附近使用能够将浪涌限制在最大40V的瞬态电压抑制器（TVS）。

5.4 输入短路保护

为避免大的反向电流损坏器件，建议在输入线路中串联一个电感，以限制输入短路时的反向电流。

5.5 输出旁路电容

为确保在全温度范围和可编程电流限制范围内稳定工作，在OUT引脚和地之间连接1μF的陶瓷电容。同时，需根据公式(C{MAX}(mu F)=frac{I{LIM}(mA) × t{BLANK(MIN)}(ms)}{V{IN}(V)})计算可连接到OUT引脚的最大电容负载。

5.6 感性负载短路保护

对于需要保护感性负载或长电缆免受突然短路影响的应用，建议在OUT引脚和地之间连接一个肖特基二极管，以防止短路时的负尖峰。

5.7 布局和散热

为优化开关对输出短路的响应时间，应尽量缩短所有走线长度，减少寄生电感的影响。将输入和输出电容尽可能靠近器件放置（不超过5mm），IN和OUT引脚应使用宽而短的走线连接到电源总线。对于MAX17563连续限流版本，在故障条件下需注意功耗，建议使用热过孔将暴露焊盘连接到接地平面，以提高系统的散热能力。

六、总结

MAX17561/MAX17562/MAX17563系列可调节过压和过流保护器件凭借其丰富的保护功能、灵活的设计选项以及小巧的封装，为工业设备、消费电子、船舶设备和电池供电应用等提供了可靠的电源保护解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体的应用场景和要求，合理选择器件型号和外部元件参数，同时注意布局和散热设计，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用这些器件时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。