SGM4075-1电池脱离及冷复位开关：设计与应用详解

在电子设备设计中，电池管理和复位功能至关重要。SGM4075-1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出色的解决方案。下面，我们就来详细了解一下这款开关。

文件下载：SGM4075-1-cn.pdf

一、概述

SGM4075-1的主要作用是在产品装箱时，让电池近乎与负载脱离，从而延长成品仓储时间，实现开盒即用的效果，提升用户体验，同时也方便了壳体和包装的灵活设计。它仅需“开机”和“电源保持”信号配合，就能完成电池脱离和开通动作，必要时还能利用电池脱离功能实现掉电重启循环。而且，它在掉电后重新启动时，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。此外，该开关还具备热关断保护和较低的导通阻抗。它采用了绿色环保的WLCSP - 1.31×1.62 - 12B和TDFN - 3×3 - 8L封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃。

二、应用领域

SGM4075-1的应用范围十分广泛，涵盖了手机、平板电脑、个人媒体播放器等消费电子设备，以及存储装置、无线路由器等网络设备。同时，在电池供电仪器和检测设备、手电、小型备用装置、休眠信标等领域也能发挥重要作用。

三、特性亮点

低导通电阻

WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封装的典型导通电阻仅为20mΩ，这有助于降低功耗，提高效率。比如在一些对功耗要求较高的便携设备中，低导通电阻的优势就非常明显。

抗干扰能力强

具备抗湿漏输入、抗浪涌等特性，能有效保证在复杂环境下稳定工作。在实际应用中，电子设备可能会面临各种干扰，这些特性就为设备的稳定运行提供了保障。

过热保护

拥有过热开路保护功能，当芯片温度过高时，会自动断开连接，避免芯片损坏。这对于一些长时间工作或者功率较大的设备来说，是非常重要的安全保障。

可调节的时间参数

典型时间参数可通过外置电阻进行选择，如复位延迟7.7s、开路复位时间468ms、开机延迟230ms等。工程师可以根据实际需求进行调整，增加了设计的灵活性。

宽工作电压范围

工作电压范围为1.5V ~ 5.5V，能适配多种电源系统。这使得它在不同的电子设备中都能找到用武之地。

大电流承载能力

TDFN - 3×3 - 8L封装最大连续工作电流为4.5A，WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封装最大连续工作电流为6A，能够满足大多数设备的供电需求。

主动放电功能

仅在受控电池脱离时输出端主动放电，能有效避免残留电压对设备的影响。

高ESD保护

唤醒输入符合ICE61000 - 4 - 2 L4要求，各引脚具备不同等级的ESD保护，提高了芯片的可靠性。

四、封装与订购信息

SGM4075-1提供了两种封装形式，具体信息如下：	型号	封装	工作温度范围	订货代码	封装顶标	芯片包装
SGM4075 - 1	WLCSP - 1.31×1.62 - 12B	- 40℃ to + 85℃	SGM4075 - 1YG/TR	XXXX G85	Tape and Reel, 3000
	TDFN - 3×3 - 8L	- 40℃ to + 85℃	SGM4075 - 1YTDB8G/TR	SGM 40751DB XXXXX	Tape and Reel, 4000

这里需要注意的是，顶标信息中的XXXX表示日期代码，XXXXX表示日期代码和供应商代码。SGMICRO定义的“绿色环保”意味着无铅（完全兼容RoHS指令）和无卤素物质。

五、限制条件及封装热特性

在使用SGM4075-1时，需要了解一些限制条件和封装热特性，以确保芯片的正常工作。

电压范围

VBAT、VOUT、nSR0、DELAY_ADJ、SYS_WAKE的电压范围为 - 0.3V ~ 6.5V。

最大连续工作电流

WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封装最大为6A，TDFN - 3×3 - 8L封装最大为4.5A。

功耗

不同封装在特定条件下的功耗不同，如WLCSP - 1.31×1.62 - 12B在IOUT = 6A，RON = 20mΩ时功耗为0.72W；TDFN - 3×3 - 8L在IOUT = 4.5A，RON = 45mΩ时功耗为0.91W。

热阻典型值

WLCSP - 1.31×1.62 - 12B的θJA为86℃ / W，TDFN - 3×3 - 8L的θJA为65℃ / W。

其他参数

结点温度最高为 + 150℃，存储温度范围为 - 65℃ ~ + 150℃，焊接温度（焊接10s）为 + 260℃。各引脚的ESD敏感度也有所不同，如VBAT、VOUT、nSR0引脚对地HBM为8000V等。

需要提醒的是，超出上述绝对最大额定值不一定会导致器件永久性损坏，但长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。

六、引脚说明

SGM4075-1的引脚定义如下：	序号	引脚名称	类型	说明
WLCSP - 1.31× 1.62 - 12B	TDFN - 3×3 - 8L
A1, A2, A3	1	VOUT	P	开关输出端
B1, B2, B3	8	VBAT	P	开关输入端
C1	6	GND	P	接地端
C2	7	IC	IC	内部连接用，外部不可连接
C3	2	nSR0	I	延迟复位和开通及断开控制输入
D1	5	DELAY_ADJ	I	延迟时间调节，利用对地电阻RADJ设置延迟时间。不做设置时使用默认延迟时间，此时本引脚连接到VBAT。该引脚不可悬空
D2	3	nOFF	I	开关断开或开通控制输入。该引脚不可悬空
D3	4	SYS_WAKE	I	外部唤醒输入
-	Exposed Pad	GND	G	散热片接地

这里I为输入，P为电源，IC保留用于内部连接，G为接地。

七、电气参数规格表

电气参数规格表给出了SGM4075-1在不同条件下的各项参数，如输入输出导通电阻、关机电流、静态工作电流等。例如，WLCSP - 1.31×1.62 - 12B封装在VBAr = 3.6V时，输入输出导通电阻典型值为20mΩ。这些参数对于工程师进行电路设计和性能评估非常重要。

八、特性曲线

特性曲线展示了SGM4075-1的一些性能随温度、电源电压等因素的变化情况。如导通电阻随温度和电源电压的变化曲线，能帮助工程师了解芯片在不同工作条件下的性能表现，从而更好地进行设计优化。

九、典型应用电路

文档中给出了多种典型应用电路，包括采用“开机”和“电源保持”信号并且可由外部BUS电源接入触发开通开关的电路、可由外部电源接入触发SYS_WAKE开通开关的电路等。这些电路为工程师在实际设计中提供了参考，工程师可以根据具体需求进行选择和修改。

十、应用信息

复位计时器和负载开关功能

SGM4075-1既是复位计时器，又是负载开关。它采用特有的“保持 - 改出”型逻辑接口解决湿漏电和误偏置潜动问题。在负载开关导通、复位计时器工作和负载开关断开等不同情况下，其工作逻辑和相关延迟时间都有明确规定。例如，nSR0拉高、nOFF拉低、SYS_WAKE拉低时开关维持断开，nSR0进入低tvON后开通输入输出。

欠压锁定

当电池电压(VBAT < 1.38V)时，SGM4075-1进入欠压锁定模式，内部所有寄存器都被清零，负载开关关闭；当电池电压(VBAT > 1.38V)时，脱离欠压锁定模式，负载开关开启。

输入信号优先级

为了解决不同信号同时输入产生矛盾的问题，SGM4075-1设定了输入信号的优先级，nSR0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。

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TOL时，清除累计的按键揿下时间。SYS_WAKE触发开关导通时，导通自主保持tM以等待宿主系统启动和完成需要的接替其维持导通。

浪涌吸收、短路保护和热保护

SGM4075-1在开关导通时在VBAT和VOUT端均可承受不同极性的接触浪涌，在开关断开时VOUT端可承受正向接触浪涌。内部带有短路和过热保护电路，发生短路或过热时会断开VBAT与VOUT的连接，并在最短开路复位时间REC后或者芯片温度下降后尝试重新连接。

有源放电和放电残压检测

SGM4075-1在nSR0有效触发断开VBAT与OUT的连接时，开通对VOUT的有源放电，其它输入触发断开时不开通有源放电。从开路复位状态重新恢复导通时，除了要满足最短开路复位时间的要求外，还要同时检查VOUT电压是否已充分降低到低于VDIS。

DELAY_ADJ调节延迟时间

DELAY_ADJ可利用选用不同的外部电阻值调节断开复位触发的延迟时间，不同阻值对应的延迟时间调节效果不同，如无电阻直接对地时为0.5tPHL，接VBAT时为1tPHL。

十一、版本更新记录

SGM4075-1的版本更新记录显示了其不断改进和优化的过程，包括更新应用信息、电气参数规格表、封装相关信息等。工程师在使用时，应关注最新版本的规格书，以确保设计的准确性和可靠性。

SGM4075-1是一款功能强大、性能出色的电池脱离及冷复位开关。电子工程师们在进行相关设计时，可以充分利用其特性和功能，为电子设备的设计带来更多的可能性。大家在实际应用中遇到过哪些关于电池管理和复位功能的难题呢？欢迎在评论区分享交流。