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MY4054

型号:

MY4054

品牌:

ETC[ ETC ]

页数:

15 页

PDF大小:

537 K

MY4054  
单节锂离子电池线性充电 IC  
描述  
MY4054 是一款完整的单节锂离子电池用恒定电流/恒定电压线性充电器ThinSOT  
封装与较少的外部元器件数目使得 MY4054 成为便携式应用的理想选择。而且 MY4054 是  
专为在 USB 电源规范内工作而设计的。  
由于采用内部 MOSFET 构架,所以不需要外部检测电阻器和隔离二极管。热反馈可对  
充电电流进行调节以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制电电压固  
定为 4.2V,而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压  
之后降至设定值的 1/10 时,MY4054 将自动终止充电循环。  
当输入电压(交流适配器或 USB 电源)被拿掉时,MY4054 自动进入一个低电流状态,  
将电池漏电流降至 2uA 以下,可将 MY4054 置于停机模式,从而将供电电流降至 25uA。  
MY4054 的其他特点包括充电电流监控器压闭锁动再充电和一个用于指示充电  
结束和输入电压接入的状态引脚。  
特点  
高达 800mA 的可编程充电电流  
无需 MOSFET、检测电阻器和隔离二极管  
用于单节锂离子电池、采用 SOT23-5 封装的完整线性充电器  
恒定电流/恒定电压操作具有可在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调  
节功能  
直接从 USB 端口给锂离子电池充电  
精度达±1%的 4.2V 预设充电电压  
用于电池电量检测的充电电流监控器输出  
自动再充电  
充电状态输出引脚  
C/10 充电终止  
停机模式下供电电流为 25uA  
2.9V 涓流充电门限  
软启动限制了浪涌电流  
采用 5 引脚 SOT23-5 封装  
应用  
蜂窝电话、PDAMP3 播放机  
充电座  
蓝牙应用  
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MY4054  
典型应用  
引脚排列图  
引脚定义  
引脚号  
符号  
CHRG  
GND  
BAT  
引脚描述  
漏极开路充电输出,充电状态指示  
1
2
3
4
5
充电电流输出  
VCC  
电源输入  
PROG  
充电电流设定  
___________________________________________________________________________  
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MY4054  
引脚功能  
CHRG(引脚 1):  
漏极开路充电状态输出。在电池的充电过程中,由一个内部 N 沟道 MOSFET CHRG  
引脚拉  
至低电平充电循环结束时个约 20uA 的弱下拉电流源被连接至 CHRG 引脚示一  
”AC 存在状态。当 MY4054 检测到一个欠压闭锁条件时,CHRG 引脚被强制为高阻抗状  
态。  
GND(引脚 2地。  
BAT(引脚 3:  
充电电流输出。该引脚向电池提供充电电流并将最终浮充电压调节至 4.2V。该引脚的  
一个精准内部电阻分压器设定浮充电压,在停机模式中,该内部电阻分压器断开。  
VCC(引脚 4:  
正输入电源电压。该引脚向充电器供电。VCC 的变化范围在 4.25V 6.5V 之间,并应  
通过至少一个 1uF 电容器进行旁路。当 VCC 降至 BAT 引脚电压的 30mV 以内时,MY4054  
进入停机模式,从而使 IBAT 降至 2uA 以下。  
PROG(引脚 5:  
充电电流设定,充电电流监控和停机引脚。在该引脚与地之间连接一个精度为 1%的电  
阻器 RPROG 可以设定充电电流在恒定电流模式下进行充电时引脚的电压被维持在  
1V。在所有的模式中都可以利用该引脚上的电压来测算充电电流,公式如下:  
IBAT=VPROG/RPROG*1000  
PROG 引脚还可以用来关断充电器设定电阻与地断接部一个 3uA 电流将 PROG  
引脚拉至高电平该引脚的电压达到 1.21V 的停机门限电压时电器进入停机模式充  
电停止且输入电源电流降至 25uA引脚还被箝位在 2.4V 左右该引脚驱动至箝位电压  
以上将吸收高达 1.5mA 的电流。重新将 RPROG 与地相连将使充电器恢复正常操作状态。  
最大绝对额定值  
参数  
输入电源电压  
PROG  
额定值  
-0.3V~10V  
-0.3V~Vcc+0.3V  
-0.3V~7V  
-0.3V~10V  
连续  
BAT  
CHRG  
BAT 短路持续时间  
BAT 引脚电流  
PROG 引脚电流  
最大结温  
800mA  
800uA  
125℃  
工作环境工作温度  
贮存温度环境  
引脚温度(焊接时间 10 秒)  
-40℃~85℃  
-65℃~125℃  
260℃  
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MY4054  
电特性  
凡标注●表示该指标适合整个工作温度范围,否则仅指 TA =25℃,Vcc=5V,除非特别注  
明。  
符号  
参数  
条件  
最小值  
典型值  
最大值  
6.5  
单位  
V
Vcc  
输入电源电压  
4.25  
充电模式,RPROG=10K  
待机模式(充电终止)  
300  
200  
2000  
500  
uA  
uA  
Icc  
输入电源电流  
稳定输出电压  
BAT 引脚电流  
停机模RPROG 未连接Vcc  
25  
50  
uA  
小于 VBAT  
VFLOAT  
0℃≤TA≤85℃,  
IBAT=40mA  
4.158  
93  
4.2  
100  
500  
-2.5  
±1  
±1  
45  
4.242  
107  
535  
-6  
V
RPROG=10K,电流模式  
RPROG=2K,电流模式  
mA  
mA  
uA  
uA  
uA  
mA  
465  
0
IBAT  
待机模式,VBAT4.2V  
停机模式(RPROG 未连接)  
睡眠模式,Vcc=0V  
±2  
±2  
70  
ITRILK  
VTRILK  
VTRHYS  
VUV  
涓流充电电流  
VBAT<VTRILK,RPROG2K  
20  
涓流充电门限电压  
RPROG10K,VBAT 上升  
RPROG10K  
2.8  
2.9  
80  
3.0  
110  
V
mV  
V
涓流充电迟滞电压  
Vcc 欠压闭锁门限  
60  
从 Vcc 低至高  
3.7  
3.8  
3.92  
VUVHYS  
VMSD  
Vcc 欠压闭锁迟滞  
手动停机门限电压  
150  
200  
300  
mV  
V
PROG 引脚电平上升  
PROG 引脚电平下降  
Vcc 从低到高  
1.15  
1.21  
1.30  
0.9  
70  
5
1.0  
100  
30  
1.1  
140  
50  
V
VADS  
Vcc- VBAT 闭锁门限  
C/10 终止电流门限  
mV  
mV  
Vcc 从高到低  
mA  
/mA  
mA  
RPROG10K  
RPROG2K  
0.085  
0.085  
0.10  
0.10  
0.115  
0.115  
ITERM  
/mA  
VPROG  
ICHRG  
PROG 引脚电压  
RPROG10K,电流模式  
VCHRG5V  
0.93  
8
1.0  
20  
1.07  
35  
V
CHRG 弱下拉电流  
uA  
VCHRG  
CHRG 输出低电压  
ICHRG5mA  
0.35  
0.6  
200  
V
VRECHRG  
TLIM  
RON  
再充电电池门限  
恒温度模式结温  
VFLOAT-VRECHRG  
100  
150  
120  
mV  
功率 FET“导通 在  
Vcc 与 BAT 之间)  
600  
100  
mΩ  
IBAT0  
TSS  
软启动时间  
uS  
至 IBAT1000V/ RPROG  
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MY4054  
TRE  
再充滤波时间  
终止滤波时间  
PROG 上拉电流  
VBAT 高至低  
0.75  
400  
2
4.5  
mS  
uS  
uA  
TTERM  
IPROG  
IBAT 降至 ICHG/10 以下  
1000  
3
2500  
典型性能特性图  
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MY4054  
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MY4054  
工作原理  
MY4054 是一款采用恒定电流/恒定电压算法的单节锂离子电池充电器。它能够提供  
800mA 的充电电流(借助一个热设计良好的 PCB 布局)和一个±1%的最终浮充电压精度。  
MY4054 包括一个内部 P 沟道功率 MOSFET 和调节电路。无需隔离二极管或外部电流检测  
电阻器本充电器电路仅需要两个外部元件仅如此MY4054 还能够从一个 USB  
电源获得工作电源。  
正常充电循环  
VCC 引脚电压升至 UVLO 门限电平以上且在 PROOG 引脚与地之间连接了一个精度  
1%的设定电阻器或当一个电池与充电器输出端相连时个充电循环开始BAT 引  
脚电平低于 2.9V,则充电器进入涓流充电模式。在该模式中,MY4054 提供约 1/10 的设定  
充电电流,以便将电池电压提升至一个安全的电平,从而实现满电流充电。  
BAT 引脚电压升至 2.9V 以上时电器进入恒定电流模式时向电流提供设定的  
充电电流。当 BAT 引脚电压达到最终浮充电压(4.2V)时,MY4054 进入恒定电压模式,  
且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的 1/10 时,充电循环结束。  
充电电流的设定  
充电电流是采用一个连接在 PROG 引脚与地之间的电阻器来设定的。电池充电电流是  
PROG 引脚输出电流的 1000 倍。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算:  
RPROG=1000V / ICHGICHG=1000V / RPROG  
BAT 引脚输出的充电电流可以通过监视 PROG 引脚电压随时确定,公式如下:  
IBAT=VPROG / RPROG*1000  
充电终止  
当充电电流达到最终浮充电压之后降至设定值的 1/10 时,充电循环被终止。该条件是  
通过采用一个内部滤波比较器对 PROG 引脚进行监控来检测的。当 PROG 引脚电压降至  
100mV 以下的时间超过 tTERM(一般为 1ms)时,充电被终止。充电电流被锁断,MY4054  
进入待机模式,此时输入电源电流降至 200uA注 :C/10 终止在涓流充电和热限制模式中  
失效。  
充电时BAT 引脚上的瞬变负载会使 PROG 引脚电压在 DC 充电电流降至设定值的 1/10  
之前短暂地降至 100mV 以下。终止比较器上的 1ms 滤波时间(tTERM)确保这种性质的瞬变  
负载不会导致充电循环过早终止。一旦平均充电电流降至设定值的 1/10 以下,MY4054 即  
终止循环并停止通过 BAT 引脚提供任何电流。在这种状态下,BAT 引脚上的所有负载都必  
须由电池来供电。  
在待机模式中,MY4054 BAT 引脚电压进行连续监控。如果该引脚电压降 4.05V 的  
再充电门限(VRECHRG)以下,则另一个充电循环开始并再次向电池供应电流。当在待机模  
式中进行充电循环的手动再起动时须取消然后再施加输入电压者必须关断充电器并  
使用 PROG 引脚进行再起动。图 1 示出了一个典型充电循环的状态。  
充电状态指示(CHRG)  
充电状态输出有三种不同的状态:强下拉(约 10mA弱下拉(20uA)和高阻抗。强  
下拉状态表示 MY4054 处于一个充电循环中。一旦充电循环被终止,则引脚状态由欠压闭  
锁条件来决定下拉状态表示 VCC 满足 UVLO 条件且 MY4054 处于充电就绪状态阻  
抗状态表示 MY4054 处于欠压闭锁模式VCC 高出 BAT 引脚电压的幅度不足 100mV,  
要么施加在 VCC 引脚上的电压不足。可采用一个微处理器来区分这三种状态(见下述。  
热限制  
如果片温度试图升至约 120℃的预设值以上一个内部热反馈环路将减小设定的充电  
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MY4054  
电流。该功能防止 MY4054 过热,并允许用户提高给定电路板功率处理能力的上限而没有  
损坏 MY4054 的风险。在保证充电器将在最坏情况条件下自动减小电流的前提下,可根据  
典型(而不是最坏情况)环境温度来设定充电电流。  
欠压闭锁  
一个内部欠压闭锁电路对输入电压进行监控,并在 VCC 升至欠压闭锁门限以上之前使  
充电器保持在停机模式UVLO 电路具有一个内置 200mV 迟滞防止功率 MOSFET  
中的电流反向流动,当 VCC 降到比电池电压高出的幅度不足 30mV 时,UVLO 电路将使充  
电器保持在停机模式。如果 UVLO 比较器发生跳变,则在 VCC 升至比电池电压高 100mV  
之前充电器将不会退出停机模式。  
手动停机  
在充电循环中的任何时刻都能通过去掉 RPROG(从而使 PROG 引脚浮置MY4054  
置于停机模式使得电池漏电流降至 2uA 以下电源电流降至 50uA 以下新连接设  
定电阻器可启动一个新的充电循环。  
在手动停机模式中VCC 高到足以超过 UVLO 条件CHRG 引脚都将处于弱下拉  
状态MY4054 处于欠压闭锁模式CHRG 引脚呈高阻抗状态VCC 高出 BAT  
引脚电压的幅度不足 100mV,要么施加在 VCC 引脚上的电压不足。  
自动再起动  
一旦充电循环被终止 MY4054 立即采用一个具有 2ms 滤波时间(tRECHARGE)的比较器对  
BAT 引脚上的电压进行连续监控。当电池电压降至 4.05V(大致对应于电池容量的 80%至  
90%)以下时,充电循环重新开始。这确保了电池被维持在(或接近)一个满充电状态,并  
免除了进行周期性充电循环启动的需要再充电循环过程中CHRG 引脚输出进入一个强  
下拉状态。  
图一、一个典型充电循环的状态图  
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MY4054  
应用信息  
稳定性考虑  
只要电池与充电器的输出端相连定电压模式反馈环路就能够在未采用一个外部电容  
器的情况下保持稳定没有接电池时了减小纹波电压议采用一个输出电容当采  
用大数值的低 ESR 陶瓷电容器时,建议增加一个与电容器串联的 1Ω电阻器。如果使用的  
是钽电容,则不需要串联电阻器。  
在恒定电流模式中,位于反馈环路中的是 PROG 引脚,而不是电池。恒定电流模式的  
稳定性受 PROG 引脚阻抗的影响。当 PROG 引脚上没有附加电容会减小设定电阻器的最大  
容许值。PROG 引脚上的极点频率应保持在 CPROG,则可采用下式来计算 RPROG 的最大电阻  
值:  
RPROG1/2Л*105*CPROG  
对用户来说们更感兴趣的可能是充电电流不是瞬态电流果一个运行  
在低电流模式的开关电源与电池并联,则从 BAT 引脚流出的平均电流通常比瞬态电流脉冲  
更加重要。在这种场合,电流通常比瞬态电流脉冲更加重要。在这种场合,可在 PROG 引  
脚上采用一个简单的 RC 滤波器来测量平均的电池电流PROG 引脚和滤波电容器之间增  
设了一个 10K 电阻以确保稳
图二、隔离 PROG 引脚上的容性负载和滤波电路  
功率损耗  
MY4054 因热反馈的缘故而减小充电电流的条件可通过 IC 中的功率损耗来估算。这种  
功率损耗几乎全部都是由内部 MOSFET 产生的--这可由下式近似求出:  
PD=VCC-VBAT)*IBAT  
式中的 PD 为耗散的功率,VCC 为输入电源电压,VBAT 为电池电压,IBAT 为充电电流。当热  
反馈开始对 IC 提供保护时,环境温度近似为:  
TA=120-PDJA  
TA=120-VCC-VBAT)*IBATJA  
实例过编程使一个从 5VUSB 电源获得工作电源的 MY4054 向一个具有 3.75V 电压  
的放电锂离子电池提供 400mA 满幅度电流。假设θJA 150/W,当 MY4054 开始减小充  
电电流时,环境温度近似为:  
TA=120-5V-3.75V)*(400mA)*150/W  
TA=120-0.5W*150/W=120-75=45℃  
MY4054 可在 45℃以上的环境温度条件下使用,但充电电流将被降至 400mA 以下。对  
于一个给定的环境温度,充电电流可有下式近似求出:  
IBAT=(120℃-TA)/VCC-VBAT)*θJA)  
再以 60℃的环境温度来考虑前面的例子。充电电流将被大约减小至:  
IBAT=(120℃-60℃)/5V-3.75V)*150℃/W)=60/197.5/A=320mA  
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MY4054  
不仅如此如工作原理部份所讨论的那样热反馈使充电电流减小时PROG 引脚  
上的电压也将成比例地减小。  
切记不需要在 MY4054 应用设计中考虑最坏的热条件,这一点很重要,因为该 IC 将在  
结温达到 120℃左右时自动降低功耗。  
热考虑  
由于 SOT23-5 封装的外形很小要采用一个热设计精良的 PC 板布局以最大幅  
度地增加可使用的充电电流,这一点非常重要。用于耗散 IC 所产生的热量的散热通路从芯  
片至引线框架,并通过峰值后引线(特别是接地引线)到达 PC 板铜面。PC 板铜面为散热  
脚相连的铜箔面积应尽可能地宽阔向外延伸至较大的铜面积便将热量散播到  
周围环境中。至内部或背部铜电路层的通孔在改善充电器的总体热性能方面也是颇有用处  
的。当进行 PC 板布局设计时,电路板上与充电器无关的其他热源也是必须予以考虑的,因  
为它们将对总体温升和最大充电电流有所影响。  
下表罗列了几种不同电路板尺寸和铜面积条件下的热阻有的测量结果都是在静止空  
气中的 3/32”FR-4 电路板上(器件安装于其顶面)获得的。  
增加热调节电流  
降低内部 MOSFET 两端的压降能够显著减小 IC 中的功耗热调节期间具有增加  
输送至电池的电流的作用策之一是通过一个外部元例如一个电阻器或二极管一  
部份功率散掉。  
实例过编程使一个从 5V 交流适配器获得工作电源的 MY4054 向一个具有 3.75V 电  
压的放电锂离子电池提供 800mA 的满幅充电电流。假设θJA 125/W,则在 25℃的环境  
温度条件下,充电电流近似为:  
IBAT=120℃-25℃)/((5V-3.75V)*125℃/W)=608mA  
通过降低一个与 5V 交流适配器串联的电阻器两端的电如图 3 所示减少片上功  
耗,从而增大热调整的充电电流:  
IBAT=120℃-25℃)/VS-IBATRCC-VBAT)*θJA)  
图三、一种能尽量增大热调节模式充电电流的电路  
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MY4054  
2
利用二次方程可求出 IBAT  
RCC=0.25Ω、VS=5VVBAT=3.75VTA=25℃且θJA=125/W,我们可以计算出热调  
整的充电电流:  
IBAT=708.4mA  
虽然这种应用可以在热调整模式中向电池输送更多的能量并缩短充电时间在电压模  
式中,如果 VCC 变得足够低而使 MY4054 处于低压降状态,则它实际上有可能延长充电时  
间。图 4 示出了该电路是如何随着 RCC 的变大而导致电压下降的。  
当为了保持较小的元件尺寸并避免发生压降而使 RCC 值最小化时,该技术能起到最佳  
的作用。请牢记选择一个具有足够功率处理能力的电阻器。  
图四、充电电流与 RCC 的关系曲线  
VCC 旁路电容器  
输入旁路可以使用多种类型的电容器采用多层陶瓷电容器时必须谨慎于  
有些类型的陶瓷电容器具有自谐和高 Q 值的特点,因此,在某此启动条件下(比如将充电  
器输入与一个工作的电源相连)有可能产生高的电压瞬态信号。增加一个与 X5R 陶瓷电容  
器串联的 1.5Ω电阻器将最大限度地减小启动电压瞬态信号。  
充电电流软启动  
MY4054 包括一个用于在充电循环开始时最大限度地减小涌入电流的软启动电路一  
个充电循环被启动时,充电电流将在 20us 左右的时间里从 0 上升至满幅全标度值。在启动  
过程中,这能够起到最大限度地减小电源上的瞬变电流负载的作用。  
CHRG 状态输出引脚  
CHRG 引脚能够提供一个输入电压高于欠压闭锁门限电平的指示个约 20uA 的弱下  
拉电流表示 VCC 引脚上施加了开始充电循环所需的足够电压一个放电电池被连接到充电  
器时,充电循环的恒定电流部分开始,CHRG 引脚电平被拉至地。CHRG 引脚能够吸收高  
10mA 的电流,以驱动一个用于指示充电循环正在进行之中的 LED。  
当电池接近充满时电器进入充电循环的恒定电压部分电电流开始下降充电  
电流降至不足设定电流的 1/10 电循环结束且强下拉被一个 20uA 下拉所取代示充  
电循环已经结束。如果输入电压被拿掉或降至欠压闭锁门限以下,则 CHRG 引脚变成高阻  
用两个不同阻值的上拉电阻器个微处理器能够从该引脚检测出所有三种状态如  
5 所示。  
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MY4054  
图五、采用一个微处理器来确定 CHRG 引脚状态  
为了在 MY4054 处于充电模式时进行检测,将数字输出引脚(OUT)强制为高电平并  
测量 CHRG 引脚上的电压。即使在采用 2K 上拉电阻器的情况下,N 沟道 MOSFET 也将把  
该引脚拉至低电平。一旦充电循环终止,N 沟道 MOSFET 即被关断,并且一个 20uA 的电  
流源被连接至 CHRG 引脚。IN 引脚随后将由 2K 上拉电阻器拉至高电平。为了确定是否存  
在一个弱下拉电流,应将 OUT 引脚强制为高阻抗状态。弱电流源将通过一个 800K 电阻器  
IN 引脚拉至低电平;如果 CHRG 引脚为高阻抗,则 IN 引脚将被拉至高电平,表示器件  
处于一个 UVLO 状态。  
反向极性输入电压保护  
在有些应用中,需要在 VCC 上进行反向极性电压保护。如果电源电压足够高,则可采  
用一个串联隔离二极管其他必须保持低降压的场合以采用一个 P 沟道 MOSFET(如  
6 所示。  
图六、低损耗输入反向极性保护  
USB 和交流适戌器电源  
MY4054 允许从一个适配器或一个 USB 端口进行充电。图 7 示出了如何将交流适戌器  
USB 电源输入加以组合的一个实例。一个 P 沟道 MOSFETMPI)被用于防止交流适配  
器接入时信号反向传入 USB 端口一个消特基二极DI被用于防止 USB 功率在经  
1K 下拉电阻器时产生损耗。  
一般来说流适配器能够提供比电流限值为 500mA USB 端口大得多的电流此 ,  
当交流适配器接入时,可采用一个 N 沟道 MOSFETMN1)和一个附加的 10k 设定电阻器  
来把充电电流增加至 600mA。  
图七、交流适配器与 USB 电源组合  
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MY4054  
典型应用  
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MY4054  
封装尺寸:  
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MY4054  
更改信息  
版本号  
Ver 1.01  
Ver 1.02  
制订日期  
更改日期  
备注  
2007.05.08  
2008.03.19  
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2、 本资料所记载内容因第三者的工业所有权而引发之诸问题公司不承担其责任 ,  
应用电路示例为产品之代表性应用说明,非保证批量生产之设计,仅供参考。  
3、 本资料所记载之产品经本公司书面许可得用作因产品损坏会对人体产生影响的  
器械或装置部件。如健康器械、医疗器械、防灾器械、瓦斯关联器械、车辆器械、航空  
器械及车载器械等。  
4、 尽管本公司一向致力于提高质量与可靠性是半导体产品有可能按照某种概率发生故  
障或错误工作。为防止因故障或错误动作而产生人身事故、火灾事故、社会性损害等,  
请充分留心冗余设计、火势蔓延对策设计、防止错误动作设计等安全设计。  
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MY4 通用继电器[ General-purpose Relay ] 20 页

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MY4 AC12 (S) [ RELAY GEN PURPOSE 4PDT 3A 12V ] 35 页

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MY4 AC24 (S) [ RELAY GEN PURPOSE 4PDT 3A 24V ] 35 页

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