【应用】圣邦微负载开关SGM2576用于USB2.0接口过流保护
笔者有参与一款采用海思Hi3798MV200主芯片机顶盒产品研发，产品系统框图如下图所示，整机内存配置为2GB DDR4和8GB EMMC，整机具备RJ45、HDMI、USB2.0、音视频输出接口。对应USB2.0输出接口部分，笔者使用圣邦微电子的负载开关SGM2576YN5G做过流保护设计。SGM2576可通过调整限流电阻，将负载电流限制在0.4A~2.5A，在负载过流或短路情况下，SGM2576可自动关闭输出，可有效保护上游电源和负载。USB2.0接口标准要求源端可提供0.5A电源输出能力，选用SGM2576设计并通过设置限流电阻可有效对USB2.0接口进行限流保护。
USB接口部分限流电路设计如下， J4为USB接口，U20为圣邦微负载开关SGM2576YN5G，并在USB供电线路上放置一颗220uF电容，以降低USB外设插入时候对系统电源冲击。电路中5V0_MOS为系统5V电源，通过SGM2576YN5G控制输出VBUS用于USB接口供电。SGM2576的输出限流配置管脚ILIM连接13K电阻，输出电流限制在0.52A(6800/13k)。电路中D6和D7为ESD保护器件，防止USB插拔时，损坏主芯片。
但需要注意ESD保护器件的寄生电容尽量控制在5pF以下，如下图所示是常用通信接口ESD保护器件选型时对寄生电容范围要求。
USB输出过流保护部分电路PCB设计如下图所示，图中红色高亮器件为SGM2576，红色高亮走线为VBUS供电走线。设计中VBUS走线尽量加宽降低阻抗，PCB设计中还需要注意USB接口USB1_DM和USB1_DP差分信号走线严格按差分信号走线要求走线，做好包地处理，阻抗控制在90Ω±10%，ESD保护器件尽量靠近USB接口放置。
笔者使用电子负载对USB接口限流保护功能进行实际测试，如下图所示当负载电流设置为0.5A时，SGM2576可正常开启输出5V用于USB接口供电，但当将负载电流增加到0.6A时，SGM2576检测到过流，输出关闭，此时可有效保护系统5V_MOS电压的稳定，防止因为USB接口过流导致的系统死机。
当负载增加到0.6A时，SGM2576检测到过流，输出关断。
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SGMICRO负载开关选型表
24V、5.5V负载开关，最大负载电流6A，限流值可调，多种小封装。防反向电压，70热插拔芯片。
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产品型号
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品类
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Vcc (Min)(V)
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Vcc (Max)(V)
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Iq (μA)
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Continuous Output Current (mA)
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Current Limit(mA)
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Soft-Start
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Package
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SGM2521
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Load Switch
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4.5
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24
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170
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2000
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Programmable (260~2000)
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Soft-Start
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SOIC-8 TDFN-2×3-8BL
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选型表 - SGMICRO 立即选型
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