MIC20XX系列固定和可調(diào)電流限制功率分配開關(guān)詳解

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，功率分配和控制至關(guān)重要。MICREL的MIC20XX系列電流限制、高端功率開關(guān)，為數(shù)字電視、打印機(jī)、機(jī)頂盒、PC、PDA等設(shè)備提供了可靠的功率分配和控制解決方案。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這個(gè)系列的開關(guān)。

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一、產(chǎn)品概述

MIC20XX系列開關(guān)主要用于通用功率分配和控制。其核心功能包括電流限制和功率切換，并且具備熱保護(hù)功能。當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到不安全水平時(shí)，開關(guān)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，從而保護(hù)設(shè)備和負(fù)載，特別是在高電流或故障條件下。

該系列產(chǎn)品具有多種特性，如故障報(bào)告、故障消隱以消除噪聲引起的誤報(bào)警、輸出壓擺率限制、欠壓檢測(cè)、自動(dòng)開啟輸出，以及可選的高電平或低電平使能引腳。此外，F(xiàn)ET是獨(dú)立的，具有固定或用戶可調(diào)的電流限制，適用于任何需要電流限制和功率控制的系統(tǒng)。

二、獨(dú)特特性——Kickstart?

MIC201X ((3 ≤x ≤9)) 和 MIC2019A 開關(guān)具有獨(dú)特的專利特性 Kickstart?。它允許瞬間高電流浪涌達(dá)到二次電流限制（ILIMIT_2nd），同時(shí)不影響整體系統(tǒng)安全。這對(duì)于一些需要瞬間大電流啟動(dòng)的動(dòng)態(tài)負(fù)載，如小型磁盤驅(qū)動(dòng)器或便攜式打印機(jī)非常有用，能讓這些設(shè)備在不犧牲系統(tǒng)安全的情況下獲得足夠能量克服慣性負(fù)載。

三、產(chǎn)品特性

導(dǎo)通電阻

• MIC20X3 – MIC20X9 在 5V 時(shí)典型導(dǎo)通電阻為 70mΩ。
• MIC2005A/20X9A 在 5V 時(shí)典型導(dǎo)通電阻為 170mΩ。

使能方式

使能信號(hào)可以是高電平有效或低電平有效。

工作范圍

工作電壓范圍為 2.5V – 5.5V。

電流限制

• 預(yù)設(shè)電流限制值有 0.5A、0.8A 和 1.2A。
• MIC20X7 - MIC20X9 可調(diào)電流限制范圍為 0.2A 到 2.0A。
• MIC20X9A 可調(diào)電流限制范圍為 0.1A 到 0.9A。

其他特性

• 欠壓鎖定（UVLO），部分型號(hào)支持可變 UVLO 以實(shí)現(xiàn)可調(diào)的 UVLO 閾值。
• 對(duì)于容性負(fù)載，部分型號(hào)具備自動(dòng)負(fù)載放電功能。
• 軟啟動(dòng)功能可防止大電流涌入。
• 可調(diào)壓擺率允許自定義壓擺率。
• 故障后自動(dòng)開啟輸出。
• 具備熱保護(hù)功能。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

MIC20XX 系列適用于多種設(shè)備，包括數(shù)字電視、機(jī)頂盒、PDA、打印機(jī)、USB / IEEE 1394 功率分配、臺(tái)式和筆記本電腦、游戲機(jī)以及 docking 站等。

五、訂購信息

該系列提供多種型號(hào)，不同型號(hào)在電流限制、Kickstart? 功能、使能方式和封裝形式上有所不同。例如，MIC2003 和 MIC2013 部分型號(hào)的電流限制有 0.5A、0.8A 和 1.2A 可選，封裝形式有 5 引腳 SOT - 23 和 6 引腳 2mm x 2mm MLF? 等。所有 MIC20XX 系列部件均符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，無鉛環(huán)保。

六、引腳配置

SOT 封裝

不同型號(hào)的引腳配置有所差異，例如 MIC2003 和 MIC2013 在正常限流模式下，引腳 1 為 VIN（電源輸入），引腳 2 為 GND（接地），引腳 5 為 VOUT（開關(guān)輸出）等。

MLF? 封裝

同樣，不同型號(hào)的引腳配置也不同，如 MIC2003 和 MIC2013 在正常限流模式下，引腳 6 為 VIN，引腳 5 為 GND，引腳 1 為 VOUT 等。

七、電氣特性

絕對(duì)最大額定值

• (V{IN}) 和 (V{OUT}) 范圍為 –0.3V 到 6V。
• 其他引腳范圍為 –0.3V 到 5.5V。
• 功率耗散內(nèi)部受限。
• 除 MIC2005A / MIC20X9A 外，連續(xù)輸出電流為 2.25A；MIC2005A / 20X9A 為 1.0A。
• 最大結(jié)溫為 150°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 –65°C 到 +150°C，焊接 10 秒時(shí)引腳溫度為 260°C。

工作額定值

• 電源電壓范圍為 2.5V 到 5.5V。
• 除 MIC2005A / MIC20X9A 外，連續(xù)輸出電流為 0A 到 2.1A；MIC2005A/20X9A 為 0A 到 0.9A。
• 環(huán)境溫度范圍為 –40°C 到 +85°C。
• SOT - 23 - 5/6 封裝的熱阻為 230°C /W，2mm × 2mm MLF? 封裝的熱阻為 90°C /W（θJA）和 45°C /W（θJC）。

電氣參數(shù)

在 (V{IN }=5V)，(T{A}=25^{circ} C) 條件下，不同型號(hào)的參數(shù)有所不同。例如，輸出泄漏電流、電源電流、功率開關(guān)電阻、固定電流限制、可變電流限制因子等都有相應(yīng)的規(guī)定。

八、功能描述

(V{IN }) 和 (V{OUT })

(V{IN }) 既是驅(qū)動(dòng)開關(guān)的內(nèi)部電路的電源連接，也是功率 MOSFET 開關(guān)的輸入（源極連接）。(V{OUT }) 是功率 MOSFET 的漏極連接，為負(fù)載供電。開關(guān)啟用時(shí)是雙向的，若 (V{OUT }) 大于 (V{IN })，電流將從 (V{OUT }) 流向 (V{IN })。開關(guān)禁用時(shí)，除了幾微安的不可避免的泄漏電流外，電流不會(huì)流向負(fù)載。但如果 (V{OUT }) 比 (V{IN }) 高超過一個(gè)二極管壓降（約 0.6V），電流將通過功率 MOSFET 的體二極管從輸出流向輸入。如果應(yīng)用需要對(duì) (C_{LOAD}) 進(jìn)行放電，可以考慮使用 MIC20X4 或 MIC20X7 型號(hào)。

電流傳感和限制

MIC20XX 通過持續(xù)監(jiān)測(cè)片上功率 MOSFET 的電流來保護(hù)系統(tǒng)電源和負(fù)載。負(fù)載電流通過與功率 MOSFET 開關(guān)并聯(lián)的電流鏡進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)負(fù)載超過設(shè)定的過流閾值時(shí)，電流限制功能啟動(dòng)，輸出電流被限制在設(shè)定值，直到負(fù)載/故障消除、負(fù)載電流需求降至限制值以下或開關(guān)進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)。

Kickstart? 功能

只有部分型號(hào)（如 MIC201X）具備 Kickstart? 功能。在電流限制開始之前，它允許瞬間電流浪涌，為動(dòng)態(tài)負(fù)載提供足夠的能量。在典型的 128ms 延遲期間，二次電流限制生效。如果負(fù)載電流超過二次限制，MIC201X 會(huì)立即將輸出電流限制在二次限制值，延遲期過后恢復(fù)到正常電流限制。

欠壓鎖定（UVLO）

欠壓鎖定確保在設(shè)備達(dá)到最小輸入電壓（UVLO 閾值，最小 2V，典型 2.25V，最大 2.5V）之前不會(huì)出現(xiàn)異常操作。在此電壓之前，輸出開關(guān)（功率 MOSFET）關(guān)閉，F(xiàn)AULT/ 或 ENABLE 等電路功能無效。

可變欠壓鎖定（VUVLO）

部分型號(hào)具備 VUVLO 功能。當(dāng)開關(guān)啟用時(shí)，(VUVLO) 作為輸入電壓監(jiān)視器，監(jiān)測(cè) (V{IN }) 引腳的電壓下降。當(dāng) (V{IN }) 低于 (VUVLO) 閾值電壓（典型值 250mV）超過 32ms 時(shí)，MIC20XX 會(huì)禁用開關(guān)以保護(hù)電源，128ms 后再啟用開關(guān)。只要 (V_{IN }) 低于 (VUVLO) 閾值電壓，這種禁用和啟用循環(huán)將持續(xù)進(jìn)行。

ENABLE 引腳

部分型號(hào)有 ENABLE 引腳，它是一個(gè)邏輯兼容輸入，用于激活主 MOSFET 開關(guān)，為 (V_{OUT }) 引腳提供電源。ENABLE 信號(hào)可以是高電平有效或低電平有效，MIC20XX 可以在低至 1.5V 的電源電壓下與邏輯電路配合工作。ENABLE 引腳的電壓范圍為 –0.3V 到 5.5V。

FAULT/ 引腳

部分型號(hào)有 FAULT/ 引腳，它是一個(gè) N 溝道開漏輸出。當(dāng)開關(guān)開始電流限制或進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)AULT/ 引腳輸出低電平。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，綜合考慮 MIC20XX 系列的各種特性、參數(shù)和功能，選擇合適的型號(hào)和封裝，以實(shí)現(xiàn)最佳的功率分配和控制效果。你在使用 MIC20XX 系列開關(guān)時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。