MAX1807/MAX1808超低压可调节过压保护控制器使用指南

作为电子工程师，在设计各类电子系统时，过压保护是一个关键环节。今天我来详细分享一下MAX1807/MAX1808这两款超低压可调节过压保护控制器，希望能为大家在硬件设计中提供一些实用的参考。

文件下载：MAX1807.pdf

一、产品概述

MAX1807/MAX1808能够对多达五路电源轨进行过压监测。当其中任何一路电源超过设定的阈值时，会输出锁存信号。这个锁存输出可以驱动外部P沟道负载开关，在检测到过压情况时切断电源。锁存状态可通过向ON引脚输入低电平或者对电源进行循环操作来复位。

两款产品的差异

• MAX1807：具备一个28V的开漏故障输出引脚（FAULT），可用于触发警报、使可复位保险丝跳闸或者其他用途。
• MAX1808：集成了一个带迟滞功能的低电量比较器，当输入电压过低时，会使DP输出变为高电平，从而关闭外部P沟道开关。

这两款产品都采用了微型的10引脚µMAX封装，非常适合对空间要求较高的应用场景。

二、产品特性

高精度比较器

拥有五路精度为3%的过压比较器，能够准确检测过压情况。同时，MAX1808还具备一个精度为3%且带有10%迟滞的比较器，用于低电量检测。

低功耗设计

• 静态电源电流仅为21µA，关机电流为4µA，大大降低了系统的功耗。
• 工作电压范围为4.4V至28V，适应多种电源环境。

其他特性

• 配备带有VGS限制器的串联PFET栅极驱动器，提高了驱动能力和安全性。
• 具备28V开漏N沟道输出（MAX1807），方便与其他设备进行连接和信号传输。

三、应用场景

• 笔记本电脑：保护笔记本内部的多个电源轨，确保系统稳定运行。
• 电源模块：为电源模块提供过压保护，防止模块因过压损坏。
• 多输出电源：适用于具有多个输出的电源系统，保障各个输出的安全性。

四、电气特性

电源相关参数

• VDD输入电压范围：在DP和FAULT处于正确状态时，范围为2V至28V；工作电压范围为4.4V至28V。
• VDD欠压锁定阈值：上升触发电平，典型值具有2%的迟滞，当VDD低于该电平时，DP输出高电平，FAULT处于高阻态。
• 电源电流：在VTH为2V或0.5V时，典型值为21µA，最大值为45µA。
• 关机电流：在VDD为15V，VON为地，VIN1 - VIN5和VTH均为地时，典型值为4µA，最大值为8.5µA。

比较器相关参数

• IN1 - IN5输入触发电平：上升沿，典型值具有1%的迟滞，在VDD为4.4V至28V时，范围为0.97V至1.03V。
• TH输入触发电平：MAX1808特有，下降沿触发范围为0.97V至1.03V，上升沿触发范围为1.045V至1.155V。
• 传播延迟：IN1 - IN5上升且有10mV过驱动时，典型值为40µs；TH上升且有10mV过驱动时（MAX1808），典型值为11µs，下降时典型值为40µs。

其他参数

• 输入泄漏电流：IN1 - IN5和TH在相应电压下，典型值为0.5nA，最大值为50nA。
• ON输入逻辑电平：高电平逻辑电平在VDD为4.4V至28V时，最小值为1.6V；低电平逻辑电平最大值为0.5V。

五、引脚说明

引脚	名称	功能
1 - 5	IN1 - IN5	过压检测比较器输入。当任何一个输入超过1V时，故障锁存器置位。未使用的输入应连接到地。
6	GND	接地引脚
7	ON	逻辑输入。高电平时开启内部参考。逻辑触发电平约为1.2V，具有15%的迟滞。低电平时，故障锁存器复位。可直接连接到VDD，但会增加电源电流。
8	DP	外部P沟道MOSFET栅极驱动器输出。输出高电平为VDD，低电平为VDD - 9.5V或地，取较高值。检测到过压时，输出锁存为高电平。
9	VDD	模拟电源输入。需使用外部RC滤波器消除VDD上的过多开关噪声。当VDD小于2.7V时，故障锁存器复位。
10	FAULT	过压状态信号输出（仅MAX1807）。开漏N沟道输出，检测到过压时锁存为低电平。
TH	输入监测比较器（仅MAX1808）。当TH低于1V时，DP输出高电平以关闭外部P沟道开关。当TH超过1.1V且无故障时，DP输出低电平。1V至1.1V为迟滞带，TH比较器输出状态不变。

六、详细工作原理

过压保护机制

MAX1807/MAX1808直接由系统主输入电源供电。DP输出的低电压会激活P沟道开关，为系统其余部分供电。在系统其他电源上电后，这两款控制器会监测每一路电源的过压情况。如果由于MOSFET短路、铜迹线短路或电源故障等原因导致任何一路电源出现故障，它们会安全地将输入与系统其余部分断开。

故障锁存与复位

内部故障锁存器在检测到过压时会锁定状态。当VDD小于2.7V（电源循环）或ON引脚被拉低（手动复位）时，故障锁存器复位。当ON为低电平时，P沟道开关关闭。

低电量检测（MAX1808）

MAX1808的TH输入可用于低电量检测。当电池电压低于1V时，会关闭P沟道开关，且不影响故障锁存状态。比较器的10%迟滞功能可防止在负载断开后电池电压上升时，外部P沟道开关重新开启。

FAULT输出（MAX1807）

MAX1807的FAULT输出为开漏输出，可承受最高28V电压，直接反映内部故障锁存器的状态。当发生过压事件时，FAULT输出低电平，可用于向系统电源管理微控制器发送信号、触发可复位保险丝或驱动外部高端驱动器等。

七、应用设计要点

DP引脚驱动设计

• DP引脚是一个图腾柱驱动器，带有有源钳位，可简化外部P沟道负载开关的驱动。-9.5V的Vgs钳位可避免在VDD超过P沟道FET最大栅极电压时电路的复杂性。
• 若要增加开关的开启和关闭时间，可在DP引脚串联一个电阻。若只想减慢开启时间而不影响关闭时间，可在电阻两端并联一个二极管。开启时间计算公式为(tON = C_{gs} × R)，关闭时间取决于P沟道FET的栅源电容和MAX1807/MAX1808的DP源电流。
• 对于非常慢的关闭时间需求，可在P沟道FET的栅极和源极之间添加外部电容，避免使用极高阻值的电阻。

TH输入比较器设计（MAX1808）

• 通过在TH引脚与被P沟道负载开关切断的电压轨（如1.8V电源）之间添加一个电阻，可增加TH比较器的迟滞。建议使用较低电压的电源，以避免使用过大阻值的电阻。
• 当连接的电源开启和关闭时，欠压触发电平会发生变化，从而提供额外的迟滞。

八、总结

MAX1807/MAX1808超低压可调节过压保护控制器具备高精度、低功耗、多功能等特点，适用于多种对过压保护有需求的电子系统。在设计过程中，我们需要根据具体的应用场景，合理利用其各项特性和引脚功能，同时注意应用设计中的一些要点，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在实际使用中遇到过哪些问题呢？或者对这两款控制器还有哪些疑问，可以一起交流探讨。