1 引言

在現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)常遇到這樣的情況：當(dāng)我們通過 USB 或 HDMI 接口連接計(jì)算機(jī)以連接外部設(shè)備、硬盤或顯示器時(shí)，我們不會(huì)切斷 PC 的電源，而是直接拔下或插入外部設(shè)備，這種類型的使用場(chǎng)景稱為帶電源的熱插拔。熱插拔使用戶無需關(guān)閉系統(tǒng)或切斷電源即可卸下和更換損壞的硬盤、電源或板，從而提高系統(tǒng)及時(shí)的災(zāi)難恢復(fù)能力、可擴(kuò)展性和靈活性。不過，在熱插拔過程中，可能會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)峰值電流和電壓，如果不受保護(hù)，則會(huì)導(dǎo)致后電路因瞬態(tài)高功率的影響而損壞。如圖 1-1 所示，這是熱插拔保護(hù)芯片的典型應(yīng)用場(chǎng)景。

由于超聲波設(shè)備需要根據(jù)不同的檢測(cè)對(duì)象選擇不同的探頭，因此存在熱插拔場(chǎng)景，在這種應(yīng)用中，為了在應(yīng)用過程中保持整個(gè)超聲波系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，需要使用熱插拔保護(hù)芯片。LM5067 是 TI 于 2020 年推出的一款負(fù)壓熱插拔保護(hù)芯片。LM5067 的電壓工作范圍為 -9V 至 -80V，而傳統(tǒng)超聲波發(fā)射系統(tǒng)的負(fù)電壓范圍通常為 -9V 至 -64V。在規(guī)格方面，LM5067 符合當(dāng)前的應(yīng)用場(chǎng)景。L M5067 的內(nèi)部方框圖如圖 1-2 所示，它可以設(shè)置 UVLO（欠壓鎖定）和 OVLO（過壓鎖定）以保護(hù)后級(jí)電路。LM5067 的規(guī)格表明 UVLO 引腳的絕對(duì)最大電壓值不能超過 VEE+17V。如果超過該值，則可能會(huì)發(fā)生損壞。

在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)需要在 -9V 至 -64V 范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)改變工作電壓?？梢允褂猛獠侩娮璺謮罕韧ㄟ^ UVLO 和 OVLO 的電壓閾值設(shè)置 LM5067，如圖 1-3 所示。UVLO 引腳電壓可以表示為 方程式 1。

當(dāng) VCC=0V、VEE=-9V 時(shí)，電阻與電壓之比必須至少為 9:2.5 才能滿足 UVLO 引腳最小電壓大于 2.5V 的要求。根據(jù)計(jì)算，當(dāng) VCC=0V、VEE=-64V 時(shí)，UVLO 引腳的電壓可以達(dá)到 17.7V，超出了芯片的正常電壓工作范圍。為解決該問題，我們可以通過外部電路改變 UVLO 引腳的電壓。