1 引言

在现实生活中，我们经常遇到这样的情况：当我们通过 USB 或 HDMI 接口连接计算机以连接外部设备、硬盘或显示器时，我们不会切断 PC 的电源，而是直接拔下或插入外部设备，这种类型的使用场景称为带电源的热插拔。热插拔使用户无需关闭系统或切断电源即可卸下和更换损坏的硬盘、电源或板，从而提高系统及时的灾难恢复能力、可扩展性和灵活性。不过，在热插拔过程中，可能会出现瞬态峰值电流和电压，如果不受保护，则会导致后电路因瞬态高功率的影响而损坏。如图 1-1 所示，这是热插拔保护芯片的典型应用场景。

由于超声波设备需要根据不同的检测对象选择不同的探头，因此存在热插拔场景，在这种应用中，为了在应用过程中保持整个超声波系统的稳定性和可靠性，需要使用热插拔保护芯片。LM5067 是 TI 于 2020 年推出的一款负压热插拔保护芯片。LM5067 的电压工作范围为 -9V 至 -80V，而传统超声波发射系统的负电压范围通常为 -9V 至 -64V。在规格方面，LM5067 符合当前的应用场景。L M5067 的内部方框图如图 1-2 所示，它可以设置 UVLO（欠压锁定）和 OVLO（过压锁定）以保护后级电路。LM5067 的规格表明 UVLO 引脚的绝对最大电压值不能超过 VEE+17V。如果超过该值，则可能会发生损坏。

在实际应用中，系统需要在 -9V 至 -64V 范围内动态改变工作电压。可以使用外部电阻分压比通过 UVLO 和 OVLO 的电压阈值设置 LM5067，如图 1-3 所示。UVLO 引脚电压可以表示为 方程式 1。

当 VCC=0V、VEE=-9V 时，电阻与电压之比必须至少为 9:2.5 才能满足 UVLO 引脚最小电压大于 2.5V 的要求。根据计算，当 VCC=0V、VEE=-64V 时，UVLO 引脚的电压可以达到 17.7V，超出了芯片的正常电压工作范围。为解决该问题，我们可以通过外部电路改变 UVLO 引脚的电压。