什么是負(fù)載開(kāi)關(guān)?
發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】負(fù)載開(kāi)關(guān)是節(jié)省空間的集成式電源開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)可用來(lái)“斷開(kāi)”耗電量大的子系統(tǒng)(當(dāng)處于待機(jī)模式時(shí)),或用于負(fù)載點(diǎn)控制以方便電源排序。智能手機(jī)得到普及之后,人們創(chuàng)建了負(fù)載開(kāi)關(guān);由于手機(jī)添加了更多的功能,因此它們需要更高密度的電路板,這樣空間就變得不足了。集成式負(fù)載開(kāi)關(guān)可解決這個(gè)問(wèn)題:將電路板空間歸還給設(shè)計(jì)人員,同時(shí)集成更多的功能。
圖1:電源開(kāi)關(guān)的常見(jiàn)分立實(shí)施方案
與分立電路相比,集成式負(fù)載開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)是什么?
如圖1所示,典型的分立式解決方案包括一個(gè)P通道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、一個(gè)N通道MOSFET和一個(gè)上拉電阻器。雖然這對(duì)開(kāi)關(guān)電源軌來(lái)說(shuō)是業(yè)經(jīng)驗(yàn)證的有效解決方案,但它具有較大的占位面積。現(xiàn)在我們可獲得更緊湊的解決方案,如德州儀器(TI)的TPS22915等負(fù)載開(kāi)關(guān) —— 它們的占位面積不到1mm2!使用雙通道TPS22968更能顯著節(jié)省空間。圖2展示了一位客戶的實(shí)施方案與這款TI解決方案的比較。TPS22968使該客戶能將它們的占位面積減少80%以上,同時(shí)集成更多的功能,如受控的壓擺率和快速輸出放電功能。
圖2:雙通道分立開(kāi)關(guān)與集成式負(fù)載開(kāi)關(guān)(TPS22968)的尺寸比較
為什么我需要受控的壓擺率?
所有TI負(fù)載開(kāi)關(guān)均具有受控的壓擺率以減小浪涌電流,這也被稱為“軟啟動(dòng)”功能。通過(guò)緩緩提高其輸出電容的充電速度,負(fù)載開(kāi)關(guān)能防止因給負(fù)載電容器快速充電引起的電源電壓“下降”。如欲獲得有關(guān)減小浪涌電流的更多信息,敬請(qǐng)閱讀應(yīng)用手冊(cè):《管理浪涌電流》。
圖3:TPS22908集成式負(fù)載開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)化功能方框圖。
什么是快速輸出放電?
大多數(shù)負(fù)載開(kāi)關(guān)都具備的快速輸出放電功能可確保已斷開(kāi)或禁用的負(fù)載不會(huì)被浮置。如上面圖3中所示,低“導(dǎo)通”輸入可通過(guò)逆變器關(guān)斷通道元件并打開(kāi)放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。這可創(chuàng)建一條從VOUT到GND的路徑,確保該負(fù)載能快速返回到已知的0V“關(guān)閉”狀態(tài)。
集成式負(fù)載開(kāi)關(guān)的選項(xiàng)
集成式負(fù)載開(kāi)關(guān)是節(jié)省空間的電源開(kāi)關(guān)解決方案,能集成更多的功能,如快速輸出放電功能、電壓監(jiān)測(cè)功能和反向電流保護(hù)功能。采用多種封裝選項(xiàng)(從WCSP到QFN和SOT-23),德州儀器(TI)的負(fù)載開(kāi)關(guān)產(chǎn)品組合擁有一種適用于每個(gè)電源設(shè)計(jì)的解決方案。
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