MAX4793：高效電流限制開關(guān)的設(shè)計與應(yīng)用
MAX4789 - MAX4794：高效電流限制開關(guān)的設(shè)計與應(yīng)用
在電子設(shè)備的設(shè)計中，電流限制開關(guān)是保障設(shè)備安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵組件。今天，我們就來深入探討一下Maxim Integrated推出的MAX4789 - MAX4794系列200mA/250mA/300mA電流限制開關(guān)。
文件下載：MAX4793.pdf
一、器件概述
MAX4789 - MAX4794系列開關(guān)具備內(nèi)部電流限制功能，能有效防止因負載故障對主機設(shè)備造成損壞。其工作電壓范圍為2.3V至5.5V，導(dǎo)通電阻低至0.2Ω，有200mA、250mA和300mA三種不同的電流限制可選，適用于SDIO和其他負載切換應(yīng)用。
二、關(guān)鍵特性與優(yōu)勢
1. 電流限制與保護
- 精確電流限制：提供200mA、250mA和300mA三種保證電流限制，滿足不同應(yīng)用需求。
- 熱關(guān)斷保護：當(dāng)結(jié)溫超過+150°C時，開關(guān)自動關(guān)閉，F(xiàn)LAG輸出低電平，防止設(shè)備過熱損壞。
- 反向電流保護：限制反向電流，若反向電流限制條件持續(xù)超過消隱時間，開關(guān)關(guān)閉并發(fā)出FLAG信號，避免過大反向電流通過設(shè)備。
2. 低功耗設(shè)計
- 低靜態(tài)電流：靜態(tài)電流低至80μA（不同電壓范圍有所不同），降低系統(tǒng)功耗。
- 關(guān)斷電流極小：關(guān)斷電流僅0.01μA，在不工作時大幅降低功耗。
3. 快速響應(yīng)與消隱時間
- 快速電流限制響應(yīng)時間：僅5μs，能迅速應(yīng)對過流故障。
- 14ms保證消隱時間：確保瞬態(tài)電壓穩(wěn)定，避免誤觸發(fā)。
4. 多種封裝形式
提供6引腳3mm x 3mm TDFN、4引腳SOT143和5引腳SOT23等多種封裝，滿足不同空間需求。
三、工作模式與控制
1. 自動重試模式（MAX4790、MAX4792、MAX4794）
當(dāng)出現(xiàn)過流故障時，開關(guān)在消隱時間后關(guān)閉，然后持續(xù)檢查過載條件是否存在。過載條件消失后，開關(guān)保持導(dǎo)通。這種模式在過流或短路情況下可節(jié)省系統(tǒng)功率，典型的占空比為12%，相比開關(guān)一直導(dǎo)通可節(jié)省88%的功率。
2. 鎖存關(guān)閉模式（MAX4789、MAX4791、MAX4793）
過流故障發(fā)生且消隱時間結(jié)束后，開關(guān)關(guān)閉。需通過切換ON引腳或使輸入電壓低于欠壓鎖定閾值（通常為2V）來重置開關(guān)。
3. 開關(guān)控制
通過將ON引腳置高來啟用電流限制開關(guān)。只有當(dāng)輸入電壓超過欠壓鎖定閾值（通常為2V）且無故障時，開關(guān)才會持續(xù)導(dǎo)通。
4. FLAG指示器
MAX4789、MAX4791和MAX4793具有鎖存故障輸出FLAG。當(dāng)出現(xiàn)故障時，F(xiàn)LAG輸出低電平，無故障或ON引腳為低電平時，F(xiàn)LAG為高阻抗。
四、電氣特性
| 參數(shù) | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作電壓 | (V_{IN}) | 2.3 | 5.5 | V | ||
| 靜態(tài)電流 | (I_{Q}) | (V{ON}=V{IN})，(I_{OUT}=0) | (V_{IN}= +2.3V)至 +5.0V | 80 | 120 | μA |
| (V_{IN}= +5.0V)至 +5.5V | 160 | |||||
| 鎖存關(guān)閉電流 | (I_{LATCH}) | (V{ON}=V{IN})（MAX4789/MAX4791/MAX4793），過流故障后 | 8 | 15 | μA | |
| 關(guān)斷電流 | (I_{SHDN}) | (V_{ON}=0V) | 0.01 | 1 | μA | |
| 正向電流限制 | MAX4789/MAX4790、MAX4791/MAX4792 | 200 | 300 | mA | ||
| 250 | 375 | |||||
| 反向電流限制 | MAX4793/MAX4794、MAX4789/MAX4790 | 300 | 450 | mA | ||
| MAX4793/MAX4794 | 450 | |||||
| 關(guān)斷反向泄漏電流 | (V{ON}=0)，(V{IN}=3V)，(V_{OUT}=5V) | 100 | μA | |||
| ON輸入泄漏電流 | (V{ON}=V{IN})或GND | -1 | +1 | μA | ||
| 關(guān)斷開關(guān)泄漏電流 | (V{ON}=0V)，(V{OUT}=0V) | 0.01 | 1 | μA | ||
| 欠壓鎖定 | (UVLO) | 上升沿 | 1.8 | 2.2 | V | |
| 欠壓鎖定遲滯 | 100 | mV | ||||
| 導(dǎo)通電阻 | (R_{ON}) | (T{A}= +25°C)，(I{OUT}=100mA) | 0.2 | 0.4 | 0.5 | Ω |
| (T{A}= -40°C)至 +85°C，(I{OUT}=100mA) | ||||||
| ON輸入邏輯高電壓 | (V_{IH}) | 2.0 | V | |||
| ON輸入邏輯低電壓 | (V_{IL}) | 0.8 | V | |||
| FLAG輸出邏輯低電壓 | (I_{SINK}=1mA)（MAX4789/MAX4791/MAX4793） | 0.4 | V | |||
| FLAG輸出高泄漏電流 | (V{IN}=V{FLAG}=5.5V)（MAX4789/MAX4791/MAX4793） | 1 | μA | |||
| 熱關(guān)斷 | 150 | °C | ||||
| 熱關(guān)斷遲滯 | 15 | °C | ||||
| 導(dǎo)通時間 | (V{ON})從低到高；(I{OUT}=10mA)，(C_{L}=0.1μF) | 100 | μs | |||
| 關(guān)斷時間 | (V{ON})從高到低；(I{OUT}=10mA)，(C_{L}=0.1μF) | 40 | ns | |||
| 消隱時間 | (t_{BLANK}) | 過流故障 | 14 | 60 | ms | |
| 短路電流限制響應(yīng)時間 | (V{ON}=V{IN}=3.3V)，OUT短路到地 | 5 | μs | |||
| 重試時間 | (t_{RETRY}) | MAX4790/MAX4792/MAX4794 | 98 | 420 | ms |
五、應(yīng)用電路設(shè)計要點
1. 輸入電容
在IN引腳與GND之間連接一個0.1μF陶瓷電容，可限制輸出短路時的輸入電壓降。對于低電壓應(yīng)用，可適當(dāng)增大電容值。
2. 輸出電容
在OUT引腳與GND之間連接一個0.1μF電容，防止關(guān)斷時電感寄生效應(yīng)使OUT引腳電壓為負，避免誤觸發(fā)。最大容性負載值可通過公式(C{MAX }{FWDMIN } × t{BLANKMIN }}{V{IN}})計算。{i<>
3. 布局與散熱
為優(yōu)化開關(guān)對輸出短路的響應(yīng)時間，應(yīng)盡量縮短所有走線長度，減少寄生電感影響。輸入和輸出電容應(yīng)盡量靠近器件（不超過5mm），IN和OUT引腳用短走線連接到電源總線。
六、選型與訂購信息
1. 選型指南
| 型號 | 引腳封裝 | 電流限制（mA） | FLAG功能 | 自動重試 |
|---|---|---|---|---|
| MAX4789 | 4 SOT143 | 200 | 否 | 否 |
| MAX4789 | 5 SOT23 | 200 | 是 | 否 |
| MAX4789 | 6 TDFN | 200 | 是 | 否 |
| MAX4790 | 4 SOT143 | 200 | 否 | 是 |
| MAX4790 | 6 TDFN | 200 | 否 | 是 |
| MAX4790 | 5 SOT23 | 200 | 否 | 是 |
| MAX4791 | 4 SOT143 | 250 | 否 | 否 |
| MAX4791 | 5 SOT23 | 250 | 是 | 否 |
| MAX4791 | 6 TDFN | 250 | 是 | 否 |
| MAX4792 | 4 SOT143 | 250 | 否 | 是 |
| MAX4792 | 6 TDFN | 250 | 否 | 是 |
| MAX4793 | 4 SOT143 | 300 | 否 | 否 |
| MAX4793 | 5 SOT23 | 300 | 是 | 否 |
| MAX4793 | 6 TDFN | 300 | 是 | 否 |
| MAX4794 | 4 SOT143 | 300 | 否 | 是 |
| MAX4794 | 6 TDFN | 300 | 否 | 是 |
2. 訂購信息
具體的訂購型號與溫度范圍、引腳封裝和頂部標記等信息可參考數(shù)據(jù)手冊。
七、總結(jié)
MAX4789 - MAX4794系列電流限制開關(guān)憑借其豐富的功能、低功耗設(shè)計和多種封裝形式，為電子工程師在設(shè)計SDIO、手持設(shè)備等應(yīng)用時提供了可靠的解決方案。在實際應(yīng)用中，合理選擇型號并遵循正確的電路設(shè)計和布局要點，能充分發(fā)揮該系列開關(guān)的性能優(yōu)勢，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。大家在使用過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有獨特的應(yīng)用技巧呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。
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