1.啥是负载开关？

　　集成负载开关是可用于翻开和封闭电源轨的集成电子继电器。大大都底子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。当经过ON 引脚使能器材时，导通FET 接通，然后使电流从输入引脚流向输出引脚，而且电能传递到下贱电路。

　　图1. 惯例负载开关电路图

　　1.1 惯例负载开关框图

　　了解负载开关的架构关于断定负载开关的标准很有协助。图2所示为底子负载开关的框图，该负载开关包含五个底子模块。能够包含更多模块以向负载开关增加功用。

　　图2. 惯例负载开关框图

　　1. 导通FET 是负载开关的首要元件，它抉择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，将用于核算负载开关的功耗。导通FET既可所以N沟道FET，也可所以P沟道FET，这将抉择负载开关的架构。

　　2. 栅极驱动器以操控办法对FET的栅极进行充放电，然后操控器材的上升时刻。

　　3. 操控逻辑由外部逻辑信号驱动。它操控了导通FET和其它模块（如活络输出放电模块、充电泵和带维护功用的模块）的接通和关断。

　　4. 并非悉数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，由于栅极和源极（VOUT）间需求有正差分电压才干精确接通FET。

　　5. 活络输出放电模块是一个联接VOUT到GND的片上电阻，当经过ON引脚禁用器材时，该电阻导通。这将对输出节点进行放电，然后防止输出浮空。关于带有活络输出放电模块的器材，仅当VIN和VBIAS处于作业方案内时，此功用才有用。

　　6. 纷歧样的负载开关中还包含其它功用。这些功用包含但不限于热关断、限流和反向电流维护。

　　1.2 负载开关的多见数据表参数和界说

　　输入电压方案（VIN） – 这是负载开关可支撑的输入电压方案。

　　偏置电压方案（VBIAS） – 这是负载开关可支撑的偏置电压方案。为负载开关的内部模块供电或许需求此参数，详细取决于负载开关的架构。

　　最大接连电流（IMAX）–这是负载开关可支撑的最大接连直流电流。

　　导通状况电阻（RON）–这是在VIN 引脚与VOUT 引脚间测得的电阻，其间思考了封装和内部导通FET 的电阻。

　　静态电流（IQ）–这是为器材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 引脚的电流为丈量值。

　　关断电流（ISD）–这是禁用器材时流入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）–这是禁用器材时从VOUT 到GND 的下拉电阻值。

　　下面将概述一些能够经过运用负载开关获得利益的运用。

　　2.为何需求负载开关

　　本有些将概述一些能够经过运用负载开关获得利益的运用。

　　2.1 配电

　　很多体系对子体系配电的操控有限。如图3 所示，可运用负载开关来接通和关断输入电压一样的子体系，而不运用多个DC/DC改换器或LDO。运用负载开关后，可经过对各个负载的操控在纷歧样负载间进行配电。

　　图3. 配电框图

　　 2.2 上电排序和电源状况改换

　　在某些体系（分外是带有处理器的体系）中，有必要遵从严峻的上电时序。经过运用GPIO 或I2C 接口，负载开关变成可完毕满意上电恳求的上电排序的简略处理方案。负载开关可供应每个电源途径的独立操控，然后简化上电排序的负载点操控，如图4 所示。

　　图4. 运用负载开关的上电排序

　　2.3 下降漏电流

　　在很多方案中，存在只在特定作业办法时期运用的子体系。能够运用负载开关封闭这些子体系的电源来绑缚漏电流量和功耗。图5 闪现了运用和不运用负载开关时的漏电流比照状况。有关详细信息，请拜见输入和输出电容有些。

　　图5. 运用和不运用负载开关时的漏电流比照状况

　　在一些运用中，可禁用电路（如DC/DC改换器、LDO 和模块）并将其置于待机办法。但即便是处于关断状况，这些模块的漏电流也相对较高。如上图所示，在负载前面放置一个负载开关可显着减小漏电流。因而，在电源途径中放置一个负载开关可大幅下降功耗。

　　2.4 浪涌电流操控

　　在没有任何改换率操控的状况下翻开子体系时，或许会由于负载电容活络充电发作浪涌电流而致使输入轨下陷。由于此输入轨或许正在为其它子体系供电，因而这会致使疑问（图6）。负载开关能够经过操控输出电压的上升时刻来消除输入电压的下陷，然后处理此疑问（图7）。

　　图6. 致使电源电压突降的浪涌电流

　　图7. 运用负载开关的改换率操控

　　2.5 断电操控

　　当不带活络输出放电功用的DC/DC 改换器或LDO 封闭时，负载电压坚持浮空，断电取决于负载，如图8所示。这或许致使呈现预料外的动作，由于下贱模块并未在断电后抵达指定状况。

　　图8. 未运用负载开关时的不受控断电

　　运用带活络输出放电功用的负载开关可减轻这些疑问。负载将以受控办法活络断电，并将复位为已知的超卓状况以备下次上电，如图9 所示。这将消除负载上的任何浮空电压并保证其一向处于界说的电源状况。

　　图9. 运用负载开关时的受控断电

　　2.6 维护特性

　　某些运用或许需求负载开关中集成缺点维护功用。一些负载开关包含反向电流维护、ON 引脚滞后、限流、欠压断定和过热维护等集成功用。与经过离散元件完毕这些杂乱电路纷歧样，运用集成负载开关可削减物料清奇数量、减小处理方案标准并缩短开发时刻。下面扼要介绍了其间一些功用：

　　反向电流维护功用将阻遏电流从VOUT 引脚流向VIN 引脚。假定没有此功用，当二极管压降致使VOUT 上的电压高于VIN 上的电压时，电流或许从VOUT 引脚流向VIN 引脚。因而，反向电流阻断可使某些运用获益，如电流不该从VOUT 流向VIN 的电源多路复用器运用。有很多纷歧样的办法可完毕反向电流维护。在某些状况下，器材（如TPS22912）将监督VIN 引脚和VOUT 引脚上的电压。当此差分电压超出特定阈值时，开关将被禁用，一同体二极管断开以防止呈现流向VIN 的反向电流。某些器材（如TPS22963C）只需在被禁用时才具有反向电流维护功用。

　　ON 引脚滞后功用可使GPIO 使能更安稳。由于ON 引脚上存在逻辑高电平与逻辑低电平的电压差，即便GPIO 线上呈现噪声，操控电路也将按预期作业。图十 阐了解ON 引脚滞后怎样为GPIO 使能线供应安稳性。

　　限流功用将绑缚负载开关输出的电流量。这将保证外部电路不会拉过量的电流。假定电流不受绑缚，外部电路或许会使主体系接连作业。在限流办法下，负载开关供应接连电流，直至开关电流降至电流限值以下。

　　欠压断定（UVLO） 用于在VIN 电压降至阈值以下时封闭器材，以保证下贱电路不会由于供电电压低于预期值而损坏。

　　过热维护功用可在器材温度超出阈值温度时禁用开关。凭仗此功用，器材可用作在查看到高温时关断的安全开关。

　　图十.ON引脚滞后

　　2.7 削减BOM数量和PCB面积

　　运用集成负载开关可削减体系的BOM数量。假定有离散FET与其它元件协作运用，则能够思考运用负载开关来削减体系中的元件总数。别离创立负载开关时，将需求多个电阻、电容和晶体管来完毕栅极驱动器、操控逻辑、输出放电和维护功用。而选用集成负载开关，只需单个器材便可完毕悉数功用，然后显着下降BOM数量。

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