作者/Bryson Barney 安森美半导体 运用工程师
摘要：负载开关在电源办理和负载维护中发挥重要作用。在为特定运用挑选负载开关时有一些要素要考虑，此外，现在还能够运用一些功用和功用得以改善的新器材。
要害词：负载开光；电源办理；导通电阻
0 导言
电源是推进咱们现代国际技能的命脉，咱们越来越依靠高科技产品在繁忙的作业中和作业外的日子中协助咱们。办理和操控电源是高科技、低功耗运用的一个重要主题。无论是为更大的设备开发杂乱的多轨电源体系，仍是运用电池供电设备的最终一小部分电量，电源办理都是规划人员的首要优先项目。
在大大小小的体系中，负载开关在电源办理和负载维护中发挥重要作用。在为特定运用挑选负载开关时有一些要素要考虑，此外，现在还能够运用一些功用和功用得以改善的新器材。
1 规范的负载开关
任何负载开关的主要功用是衔接/断开电源和负载。可选用仅运用一个简略的通路MOSFET的分立计划来完成这个功用；但全集成的负载开关器材一般比分立计划小，减少了器材的数量，并且供给更强壮的功用，包含对过温、欠电压和过电流毛病条件的检测和维护等功用。有时还包含反向电流维护，使任何企图从负载流向源的电流被阻断。这关于许多运用运用的最新的供电规范USB-C特别有用。一切集成负载开关至少包含四个引脚——V IN 、V OUT 、GND和EN(Enable)，尽管一般添加其他引脚以支撑更多功用并为体系输出供给维护功用，如图1所示。
除了供给简略的开关操控和维护外，负载开关还可经过操控V OUT 来操控负载导通的速度。经过操控FET栅的充电，在V OUT 的上升时刻操控浪涌电流。此软发动维护负载不受负载与电源的无操控衔接所形成的电流尖峰的影响，特别是在负载不是纯电阻的情况下。
有些负载开关还包含一个走漏电阻器，支撑存储在负载中任何能量的快速放电，在负载开关关断时，消除负载电源引脚上的起浮节点。
2 负载开关体系运用和装备
负载开关最常见的一个运用是办理体系中独立的电源域。该操控在电池供电设备中特别有用，防止任何不必要的能量消耗，对取得最长的电池运转时刻至关重要。
负载开关可用于操控体系中被划分为逻辑域的各个部分的功率，如图2所示。在实际运用中，只需求很短时刻的部分，如传感器或发射/接纳电路，只在需求激活的短时刻内接通电源。
此外，针对单个负载有多个电源的体系，如图3所示，可运用负载开关。在这样的体系中，能够操控负载的功率传输，例如，从主电源或备用电池供电。
杂乱的体系一般需求多个电源轨，在许多情况下，这些轨迹有必要依照必定的次序作业，以便体系正常运转。例如，或许有必要在启用无线电发射机前彻底发动中心处理器，以防止混杂或难以了解的传输。
尽管能够运用外部微操控器来完成上电序列，然后以正确的时序启用负载开关，但假如运用“powergood”输出，负载开关还能够供给独立序列，如图4所示。经过将一个负载开关的Power Good引脚链接到下一个负载开关的EN引脚，可“菊链(daisychained)”多个负载开关。假如相位间需求更大的推迟，则可添加一个电容器到接地操控线以添加推迟。
3 为运用挑选适宜的负载开关
现在有许多类型的负载开关，为规划人员在为特定运用挑选器材时供给广泛的挑选。尽管开始挑选起来好像很困难，但经过考虑六个主要参数，评价选项并找到最佳器材就相对简略了。
能效很重要，并且一般是在运用中运用负载开关的一个要害原因。规划人员应亲近重视所考虑器材的导通电阻R ON 。开关电阻越低，作业时从V IN 到V OUT 的压降越低，然后降低了负载开关的功耗和散热。
在器材最大答应负载电流和输入电压(V IN )规模方面，需求针对运用指定正确的额定值。尽管保证针对运用有满足的额定电流，但应留意额定值不要过高，由于更大的FET有更高的门极电容，需求更多的能量才干导通。此外，更高额定值的器材也或许更大，更贵重。
静态电流(负载开关敞开时运用的能量)应尽或许低，就像任何漏电流 (负载开关MOSFET关断时从电源到负载的电流) 相同低。
最终，关于特定运用，呼应速度关于开关所需的时刻以及任何毛病维护操作的时刻都至关重要。该呼应时刻受MOSFET尺度的影响，器材尺度越大，需求更多的电荷，因而运转速度越慢。相同，过度规划过大的FET会导致更差的瞬态功用。
4 ecoSWITCH™——全面的负载开关系列
安森美半导体的ecoSWITCH TM 系列负载办理器材为规划人员供给现在同类最佳的导通电阻R ON 。该系列包含20多个不同的产品，并跟着安森美半导体推出新的负载开关还在不断强大阵型。
NCP45560仅是ecoSWITCH系列之中的其间一个器材。该器材选用省空间的3 mm x 3 mm DFN12封装，能继续高能效地开关达24 A的电流，导通电阻低至4.1 mΩ。NCP45560极端适用于要求小占位计划的电源办理和热插拔运用，结合许多维护功用，一起比分立计划大大节约空间和本钱。
5 总结
跟着电源需求变得越来越杂乱，对小型便携式电池供电设备尽或许高能效作业的要求在增加，负载开关越来越受欢迎，由于它使规划人员能完成高能效、精细的电源计划，即使是在最小的设备中。
本文来源于科技期刊《电子产品国际》2019年第6期第28页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
