高精度可調(diào)節(jié)的過壓過流保護(hù)器件——MAX17561/MAX17562/MAX17563

在各類電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，過壓和過流保護(hù)是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、避免元件損壞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX17561/MAX17562/MAX17563系列可調(diào)節(jié)過壓和過流保護(hù)器件，這幾款器件在保護(hù)系統(tǒng)免受輸入電壓故障方面表現(xiàn)出色。

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一、器件概述

MAX17561/MAX17562/MAX17563能夠有效保護(hù)系統(tǒng)免受高達(dá)±40V的正負(fù)輸入電壓故障影響，其內(nèi)部集成的FET導(dǎo)通電阻典型值僅為100mΩ。可調(diào)節(jié)的過壓保護(hù)范圍在6V至36V之間，欠壓保護(hù)范圍則在4.5V至24V之間。過壓鎖定（OVLO）和欠壓鎖定（UVLO）閾值可通過外部電阻進(jìn)行靈活設(shè)置，內(nèi)部預(yù)設(shè)的OVLO閾值典型值為33V，UVLO閾值典型值為19.2V。此外，這些IC還具備可編程的電流限制保護(hù)功能，最大可設(shè)置為4.2A。在封裝方面，采用了小巧的14引腳TSSOP封裝（5mm x 6.5mm），工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C。

二、器件特性

2.1 工業(yè)級(jí)電源保護(hù)，增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性

• 寬輸入電壓范圍：支持 +4.5V至 +36V的輸入電壓，并且能夠承受 -36V的負(fù)輸入電壓。
• 低導(dǎo)通電阻：典型值為100mΩ的低導(dǎo)通電阻FET，可有效降低功耗。
• 反向電流控制輸入：具備反向電流控制功能，適用于各種復(fù)雜的電源應(yīng)用場(chǎng)景。
• 熱過載保護(hù)：當(dāng)器件溫度過高時(shí)，能夠自動(dòng)啟動(dòng)熱關(guān)斷保護(hù)，確保器件安全。

2.2 靈活的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程

• 可調(diào)節(jié)的OVLO和UVLO閾值：通過外部電阻可方便地調(diào)整過壓和欠壓鎖定閾值，滿足不同應(yīng)用需求。
• 可編程正向電流限制：電流限制范圍為0.7A至4.2A，精度可達(dá)±15%。
• 雙使能輸入：EN和高壓HVEN兩個(gè)使能輸入引腳，為系統(tǒng)控制提供更多靈活性。

2.3 節(jié)省空間

采用14引腳、5mm x 6.5mm的TSSOP封裝，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用。

三、電氣特性

在不同的工作條件下，MAX17561/MAX17562/MAX17563展現(xiàn)出了穩(wěn)定的電氣性能。例如，在輸入電壓范圍為4.5V至36V、工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C時(shí)，其內(nèi)部過壓觸發(fā)電平典型值為33V，欠壓觸發(fā)電平典型值為19.2V。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，合理選擇外部元件參數(shù)，以確保器件能夠在最佳狀態(tài)下工作。

四、工作模式與保護(hù)機(jī)制

4.1 可編程電流限制

通過連接SETI引腳到地的電阻，可以設(shè)置開關(guān)的電流限制閾值。當(dāng)輸出電流達(dá)到閾值并持續(xù)超過消隱時(shí)間（tBLANK）時(shí)，根據(jù)不同型號(hào)，器件會(huì)采取不同的響應(yīng)方式：

• MAX17561（自動(dòng)重試模式）：在過流發(fā)生后，經(jīng)過20.7ms（典型值）的消隱時(shí)間后關(guān)閉開關(guān)，進(jìn)入重試周期。重試時(shí)間（tRETRY）結(jié)束后，開關(guān)重新打開。若故障仍然存在，則重復(fù)該過程。這種模式在過流或短路情況下可有效降低系統(tǒng)功耗。
• MAX17562（鎖存模式）：過流發(fā)生且消隱時(shí)間結(jié)束后，開關(guān)鎖定關(guān)閉。需要通過切換控制邏輯EN或HVEN，或者循環(huán)輸入電壓來重置開關(guān)。
• MAX17563（連續(xù)限流模式）：當(dāng)電流達(dá)到閾值時(shí)，持續(xù)將輸出電流限制在編程值。

4.2 反向電流保護(hù)

通過RIEN引腳可以啟用反向電流保護(hù)功能，阻止電流從輸出端流向輸入端，這在包含感性負(fù)載的應(yīng)用中尤為重要。

4.3 故障標(biāo)志輸出

FLAG引腳為開漏輸出的故障指示引腳，當(dāng)滿足以下任意條件時(shí)，F(xiàn)LAG引腳置低：消隱時(shí)間結(jié)束、反向電流保護(hù)觸發(fā)、芯片溫度超過 +150°C、SETI引腳電壓低于1V（典型值）、達(dá)到OVLO閾值。

4.4 熱關(guān)斷保護(hù)

當(dāng)結(jié)溫超過 +150°C（典型值）時(shí)，器件自動(dòng)關(guān)閉，F(xiàn)LAG引腳置低。當(dāng)結(jié)溫下降約30°C后，除MAX17562保持鎖定關(guān)閉外，其他器件恢復(fù)正常工作。

4.5 欠壓鎖定（UVLO）和過壓鎖定（OVLO）

通過連接外部電阻到UVLO和OVLO引腳，可以分別調(diào)整欠壓和過壓鎖定閾值。當(dāng)引腳電壓低于外部選擇電壓時(shí)，使用內(nèi)部預(yù)設(shè)閾值。

4.6 開關(guān)控制

器件具有兩個(gè)獨(dú)立的使能輸入引腳（HVEN和EN），可通過切換這兩個(gè)引腳的狀態(tài)來重置短路故障。

4.7 輸入去抖保護(hù)

當(dāng)輸入電壓高于UVLO閾值且持續(xù)時(shí)間超過去抖時(shí)間（tDEB）時(shí)，內(nèi)部FET開啟，適用于電源上電時(shí)EN或HVEN信號(hào)存在的應(yīng)用場(chǎng)景。

五、應(yīng)用注意事項(xiàng)

5.1 設(shè)置電流限制

通過SETI引腳到地的電阻來設(shè)置電流限制閾值，計(jì)算公式為：(R{SETI}(kOmega)=frac{11500}{I{LIM}(mA)})。

5.2 輸入旁路電容

在IN引腳和地之間連接至少0.47μF的電容，以限制瞬間輸出短路時(shí)的輸入電壓下降。

5.3 熱插拔應(yīng)用

在熱插拔應(yīng)用中，為防止輸入過沖和振鈴，建議在輸入端子附近使用能夠?qū)⒗擞肯拗圃谧畲?0V的瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）。

5.4 輸入短路保護(hù)

為避免大的反向電流損壞器件，建議在輸入線路中串聯(lián)一個(gè)電感，以限制輸入短路時(shí)的反向電流。

5.5 輸出旁路電容

為確保在全溫度范圍和可編程電流限制范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，在OUT引腳和地之間連接1μF的陶瓷電容。同時(shí)，需根據(jù)公式(C{MAX}(mu F)=frac{I{LIM}(mA) × t{BLANK(MIN)}(ms)}{V{IN}(V)})計(jì)算可連接到OUT引腳的最大電容負(fù)載。

5.6 感性負(fù)載短路保護(hù)

對(duì)于需要保護(hù)感性負(fù)載或長(zhǎng)電纜免受突然短路影響的應(yīng)用，建議在OUT引腳和地之間連接一個(gè)肖特基二極管，以防止短路時(shí)的負(fù)尖峰。

5.7 布局和散熱

為優(yōu)化開關(guān)對(duì)輸出短路的響應(yīng)時(shí)間，應(yīng)盡量縮短所有走線長(zhǎng)度，減少寄生電感的影響。將輸入和輸出電容盡可能靠近器件放置（不超過5mm），IN和OUT引腳應(yīng)使用寬而短的走線連接到電源總線。對(duì)于MAX17563連續(xù)限流版本，在故障條件下需注意功耗，建議使用熱過孔將暴露焊盤連接到接地平面，以提高系統(tǒng)的散熱能力。

六、總結(jié)

MAX17561/MAX17562/MAX17563系列可調(diào)節(jié)過壓和過流保護(hù)器件憑借其豐富的保護(hù)功能、靈活的設(shè)計(jì)選項(xiàng)以及小巧的封裝，為工業(yè)設(shè)備、消費(fèi)電子、船舶設(shè)備和電池供電應(yīng)用等提供了可靠的電源保護(hù)解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求，合理選擇器件型號(hào)和外部元件參數(shù)，同時(shí)注意布局和散熱設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用這些器件時(shí)，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。