SGM2528：5A、12V带热关断功能的电子保险丝

在电子设备的设计中，电源保护至关重要。SGM2528作为一款紧凑的电子保险丝（eFuse），具备一套完整的保护功能，为众多系统提供了可靠的电源保护方案。下面我们就来详细了解一下这款产品。

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一、产品概述

SGM2528专为多种流行的直流总线设计，拥有宽工作电压范围，能提供出色的精度，非常适合许多系统保护应用。它提供精确的过压（OV）和欠压锁定（UVLO）保护，可确保对总线电压进行严格监控，无需额外的监控电路。在输入电压浪涌时，过压保护会将eFuse输出钳位在固定电平；输入电压瞬变时，内部FET保持导通，允许负载继续运行。若瞬变持续时间过长，累积的热量会导致eFuse热关断，热关断后有锁存和自动重试两种热选项可供选择。该产品采用绿色TDFN - 3×3 - 10L封装。

二、产品特性

1. 宽输入电压范围

输入电压范围为9V至18V，浪涌电压可达30V，能适应多种电源环境。

2. 极低的导通电阻

集成保护开关的 (R_{DS(ON)}) 典型值为26mΩ，可降低功耗，提高效率。

3. 3态EN/FAULT引脚

这是一个双向接口，方便控制和故障指示。

4. 可编程功能

• 可编程软启动时间，可根据应用需求调整启动过程。
• 可编程电流限制，最高可达5A，能有效保护电路免受过载和短路的影响。

  5. 热关断选项

• SGM2528A：带 (V_{CLAMP}) 的热锁存关断。
• SGM2528B：带 (V_{CLAMP}) 的热自动重试。
• SGM2528C：不带 (V_{CLAMP}) 的热锁存关断。

  6. 故障输出

  热关断时有故障输出，方便系统监测和处理。

  7. 精确的保护功能

  精确的欠压锁定和过压钳位（SGM2528A和SGM2528B），确保系统在各种电压条件下稳定运行。

三、应用领域

SGM2528适用于多种应用场景，如硬盘驱动器、PCIE SSD、主板电源管理等，能为这些设备提供可靠的电源保护。

四、产品规格

1. 绝对最大额定值

• 工作输入电压范围： - 0.3V至25V（稳态）， - 0.6V至25V（100ms瞬态），30V（8μs/20μs浪涌）。
• 其他引脚电压范围：SOURCE、I LIMIT至GND为 - 0.3V至25V；dV/dt、EN/FAULT至GND为 - 0.3V至5.5V。
• 封装热阻：TDFN - 3×3 - 10L的 (theta{JA}) 为90℃/W，(theta{JB}) 为54℃/W，(theta_{JC}) 为52℃/W。
• 结温：最高 + 150℃。
• 存储温度范围： - 65℃至 + 150℃。
• 引脚焊接温度（10s）： + 260℃。
• ESD敏感度：HBM为2000V，CDM为1000V。

  2. 推荐工作条件

• 工作输入电压范围： - 0.3V至18V（稳态）。
• 工作结温范围： - 40℃至 + 125℃。

五、引脚配置与说明

PIN	NAME	FUNCTION
1	GND	接地
2	dV/dt	内部dV/dt电路，该引脚悬空时设备在2ms内升压，外接电容可根据应用需求设置压摆率
3	EN/FAULT	使能或故障引脚，3态双向接口，高电平使能设备，热关断时拉低引脚以提醒主机
4	ILIMIT	电流限制引脚，通过放置电阻设置过载和短路电流限制水平
5	NC	无连接
6 - 10	SOURCE	电源输出引脚
外露焊盘	Vcc	电源输入引脚，为设备提供电源

六、电气特性

在 (T{J}= + 25^{circ}C)，(V{CC}=12V) 且dV/dt引脚悬空的条件下，部分关键电气特性如下：

• 功率FET延迟时间：使能芯片到 (I_{D}=100mA)（1A电阻负载）典型值为386μs。
• 导通电阻：(T{J}= + 25℃) 时典型值为26mΩ，(T{J}= + 135℃) 时为38mΩ。
• 关态输出电压：(V{CC}=18V)，(V{GS}=0V)，(R_{L}=∞) 时最大值为200mV。
• 连续电流：典型值为5A。
• 热锁存：关断温度典型值为158℃，热滞典型值为22℃。
• 欠/过压保护：输出钳位电压典型值为15V，欠压锁定开启电压典型值为8.5V，UVLO滞回典型值为0.83V。
• 电流限制：开尔文短路电流限制（(R{LIMIT}=77Ω)，(V{CC}-V{SOURCE}=1V)）典型值为0.95A，开尔文过载电流限制（(R{LIMIT}=77Ω)）典型值为3A。
• dV/dt电路：输出电压斜坡时间典型值为2ms，最大电容电压为5.3V。
• EN/FAULT引脚：逻辑低电平典型值为0.55V，逻辑中电平典型值为1.45V，逻辑高电平典型值为2.62V，高态最大电压典型值为5.1V，逻辑低电平灌电流典型值为 - 15μA。
• 电源：静态电流典型值为110μA，关断电流为48μA。

七、典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性曲线，如UVLO开启电压与温度的关系、输出钳位电压与温度的关系、电流限制与 (R_{LIMIT}) 的关系等。这些曲线有助于工程师了解产品在不同条件下的性能表现，为设计提供参考。

八、典型应用电路

文档提供了三种典型应用电路，分别是带直接电流检测的应用电路、带开尔文电流检测的应用电路和常见热关断电路。不同的电路适用于不同的应用场景，工程师可以根据实际需求选择合适的电路。

九、功能框图

SGM2528的功能框图展示了其内部结构，包括充电泵、UVLO、钳位电压、电流逻辑控制、使能、电流限制、dV/dt控制和热关断等模块。了解这些模块的工作原理，有助于工程师更好地理解产品的工作机制。

十、应用信息

1. 基本操作

SGM2528是一款智能eFuse，内置增强保护电路，为9V至18V供电的系统和应用提供强大保护。对于热插拔板，它提供浪涌电流控制和可编程输出压摆率。该产品集成了过流和短路保护，精确的过流限制有助于减少输入电源的过度设计，快速响应的短路保护能在检测到短路时立即隔离负载与输入。同时，它还能精确监测总线电压，在欠压和过压条件下向下游系统发出故障信号。

2. 电流限制

采用电流镜结构限制设备的峰值电流，可减少传感电阻的损耗和成本。电流限制电路有两个限制级别：过载时触发较低的电流限制级别，短路时触发较高的电流限制级别。当过载发生时，内部电流限制放大器将负载电流调节到电流限制阈值 (I_{LIM - OL})；如果故障持续，设备将继续在电流限制模式下运行，直到热关断。短路时，SGM2528触发快速跳闸响应，防止系统因过大电流受损。

3. 过压钳位（SGM2528A/SGM2528B）

过压钳位电路监测输出电压，当输入电压大于15V时，调节主集成FET使输出电压限制在15V，确保设备在瞬态操作时的连续性并保护负载。若过压事件持续时间过长，主FET的功耗可能导致设备过热，触发热保护电路。

4. 欠压锁定

欠压锁定电路通过带滞回的比较器监测输入电压，高电平时启用内部输出开关，低电平则关闭输出开关。

5. dV/dt电路

SGM2528设计用于控制热插拔时的浪涌电流，限制背板电源电压的压降，防止系统电源意外复位。内部电路实现了与负载无关的压摆率控制启动，输出电压的上升斜率由斜坡信号和缩放因子决定。dV/dt引脚悬空时，输出电压约在2ms内上升；外接电容可延长输出升压时间。

6. EN/FAULT引脚

EN/FAULT引脚不仅控制内部FET的开关状态，还指示设备是否因热保护而关断，是一个多功能双向引脚。该引脚应连接到开漏或开集电极电路，热关断时引脚被拉低到逻辑中电平，可通过外部电路监测该引脚电压信号来判断设备是否发生热关断。

7. 热关断

SGM2528集成了温度传感电路，当芯片温度超过158℃时进入热关断模式，负载断电。对于锁存热关断设备，可通过回收输入电源或切换EN/FAULT引脚来重新启用输出；对于自动重试设备，只要芯片温度下降超过22℃，输出将重新启用，负载恢复供电。

十一、总结

SGM2528是一款功能强大的电子保险丝，具有宽输入电压范围、低导通电阻、可编程功能和多种保护特性。它能为各种电子设备提供可靠的电源保护，适用于硬盘驱动器、PCIE SSD、主板电源管理等多个领域。工程师在设计过程中，可根据实际需求合理选择应用电路和配置参数，充分发挥SGM2528的性能优势。你在使用SGM2528的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。