連接和斷開電源電壓線的分步方法和解決方案

本文討論電路設(shè)計(jì)人員必須打開和關(guān)閉電源的選項(xiàng) 電子系統(tǒng)中的線路。雖然這項(xiàng)任務(wù)聽起來微不足道，但有很多事情 以考慮成功實(shí)施。

在某些電氣系統(tǒng)中，斷開電源線是必要的。這可能會(huì) 以切斷電池電壓以保持電池電量的形式，或 例如，將負(fù)載與帶電線路分開。理想情況下，機(jī)械開關(guān)是 用于此。但是，如果切換應(yīng)通過電信號(hào)進(jìn)行，則 電子開關(guān)通常更合適。這樣的電子開關(guān)可以是 采用 MOSFET 作為開關(guān)元件構(gòu)建。除了純粹離散的 帶有 MOSFET 的解決方案，可提供多種半導(dǎo)體 IC，輕松 電子開關(guān)的實(shí)現(xiàn)

圖1.LTC7003 利用一個(gè) N 溝道 MOSFET 和一個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器電路切換一條電源線。

首先，必須決定開關(guān)元件是否應(yīng)該 是 N 溝道或 P 溝道 MOSFET。兩者都可能合適。與 P 溝道 MOSFET，即 N 溝道 MOSFET 具有較低的電阻，因此較低 在ON狀態(tài)下的損失。缺點(diǎn)在于N溝道的驅(qū)動(dòng) 場(chǎng)效應(yīng)管。這里需要比可用電源線電壓更高的電壓 為大門。因此，驅(qū)動(dòng)IC必須包含某種電荷泵。 P 溝道 MOSFET 不需要這種類型的電壓增加。然而 N溝道MOSFET種類繁多。

在下一步中，在具有電源開關(guān)和 驅(qū)動(dòng)器采用單個(gè)外殼，或使用雙芯片解決方案，驅(qū)動(dòng)器電路 一個(gè)單獨(dú)的 IC 和第二個(gè)外殼中的相應(yīng) MOSFET。已經(jīng) 驅(qū)動(dòng)器電路開關(guān)的優(yōu)化選擇有利于 集成在一個(gè)包中。交換機(jī)通常通過此得到很好的保護(hù) 因此在運(yùn)行過程中不會(huì)過載。這樣的缺點(diǎn) 集成解決方案包括市場(chǎng)上更小的產(chǎn)品和更高的成本。

在第三步中，必須決定單個(gè)MOSFET是否 足以用于機(jī)械開關(guān)。MOSFET 始終包含一個(gè)體二極管。 因此，它只能在一個(gè)方向上切換電流。如果應(yīng)用程序需要 一條線被完全中斷，使電流不能向任一方向流動(dòng)，a 需要兩個(gè)方向串聯(lián)的MOSFET的解決方案。 圖2顯示了這種開關(guān)級(jí)布置。

圖2.一種電路，其中兩個(gè) N 溝道 MOSFET 背靠背可以防止電流雙向流動(dòng)。

最后，適當(dāng)?shù)?a target="_blank">集成電路，即MOSFET的驅(qū)動(dòng)器， 或者必須選擇帶有MOSFET和驅(qū)動(dòng)器的封裝。此步驟 聽起來微不足道，但相當(dāng)乏味。經(jīng)常需要負(fù)載開關(guān)。通常， 但是，這里沒有大型產(chǎn)品。熱插拔控制器、電熔斷器、 浪涌保護(hù)器、理想二極管和電源路徑控制器可用于許多 案例取決于應(yīng)用和附加監(jiān)控功能 必填。在大多數(shù)這些設(shè)備中，都有一個(gè)開/關(guān)引腳允許流動(dòng) 必要時(shí)中斷的電流。使用LTspice仿真工具 從ADI公司可以檢查 解決方案符合規(guī)范。?

圖3.采用 LTC4414 低損耗 PowerPath 的 LTspice 仿真?控制器作為負(fù)載開關(guān)。

電源電壓的斷開可能會(huì)變得復(fù)雜，具體取決于 應(yīng)用。帶有開/關(guān)控制引腳的特殊MOS驅(qū)動(dòng)器IC使它成為 設(shè)計(jì)更簡單。

審核編輯：郭婷