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什么是负载开关,为什么需要负载开关?
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作者:
porereading
时间:
2015-8-25 20:54
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什么是负载开关,为什么需要负载开关?
集成负载开关是可用于开启和关闭系统中的电源轨的电子继电器。负载开关为系统带来许多其它优势,并且集成通常难以用分立元件实现的保护功能。负载开关可用于多种不同的应用,包括但不限于:
●配电
●上电排序和电源状态转换
●减小待机模式下的漏电流
●浪涌电流控制
●断电控制
1什么是负载开关?
集成负载开关是可用于开启和关闭电源轨的集成电子继电器。大部分基本负载开关包含四个引脚:输入电压引脚、输出电压引脚、使能引脚和接地引脚。当通过ON引脚使能器件时,导通FET接通,从而使电流从输入引脚流向输出引脚,并且电能传递到下游电路。
图1.常规负载开关电路图
1.1常规负载开关框图
了解负载开关的架构对于确定负载开关的规范很有帮助。图2所示为基本负载开关的框图,该负载开关包括五个基本模块。可以包含更多模块以向负载开关添加功能。
图2.常规负载开关框图
1.导通FET是负载开关的主要元件,它决定了负载开关可处理的最大输入电压和最大负载电流。负载开关的导通电阻是导通FET的特性,将用于计算负载开关的功耗。导通FET既可以是N沟道FET,也可以是P沟道FET,这将决定负载开关的架构。
2.栅极驱动器以控制方式对FET的栅极进行充放电,从而控制器件的上升时间。
3.控制逻辑由外部逻辑信号驱动。它控制了导通FET和其它模块(如快速输出放电模块、充电泵和带保护功能的模块)的接通和关断。
4.并非所有负载开关中均包含电荷泵。电荷泵用于带有N沟道FET的负载开关,因为栅极和源极(VOUT)间需要有正差分电压才能正确接通FET.
5.快速输出放电模块是一个连接VOUT到GND的片上电阻,当通过ON引脚禁用器件时,该电阻导通。这将对输出节点进行放电,从而防止输出浮空。对于带有快速输出放电模块的器件,仅当VIN和VBIAS处于工作范围内时,此功能才有效。
6.不同的负载开关中还包括其它功能。这些功能包括但不限于热关断、限流和反向电流保护。
1.2负载开关的常见数据表参数和定义
●输入电压范围(VIN)–这是负载开关可支持的输入电压范围。
●偏置电压范围(VBIAS)–这是负载开关可支持的偏置电压范围。为负载开关的内部模块供电可能需要此参数,具体取决于负载开关的架构。
●最大连续电流(IMAX)–这是负载开关可支持的最大连续直流电流。
●导通状态电阻(RON)–这是在VIN引脚与VOUT引脚间测得的电阻,其中考虑了封装和内部导通FET的电阻。
●静态电流(IQ)–这是为器件的内部模块供电所需的电流量,以VOUT上没有任何负载时流入VIN引脚的电流为测量值。
●关断电流(ISD)–这是禁用器件时流入VIN的电流量。
●ON引脚输入漏电流(ION)–这是ON引脚上施加高电压时流向ON引脚的电流量。
●下拉电阻(RPD)–这是禁用器件时从VOUT到GND的下拉电阻值。
下面将概述一些可以通过使用负载开关获得好处的应用。
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