連接和斷開電源電壓線的分步方法和解決方案

本文討論電路設計人員必須打開和關閉電源的選項 電子系統(tǒng)中的線路。雖然這項任務聽起來微不足道，但有很多事情 以考慮成功實施。

在某些電氣系統(tǒng)中，斷開電源線是必要的。這可能會 以切斷電池電壓以保持電池電量的形式，或 例如，將負載與帶電線路分開。理想情況下，機械開關是 用于此。但是，如果切換應通過電信號進行，則 電子開關通常更合適。這樣的電子開關可以是 采用 MOSFET 作為開關元件構建。除了純粹離散的 帶有 MOSFET 的解決方案，可提供多種半導體 IC，輕松 電子開關的實現(xiàn)

圖1.LTC7003 利用一個 N 溝道 MOSFET 和一個單獨的驅動器電路切換一條電源線。

首先，必須決定開關元件是否應該 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。缺點在于N溝道的驅動 場效應管。這里需要比可用電源線電壓更高的電壓 為大門。因此，驅動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，在具有電源開關和 驅動器采用單個外殼，或使用雙芯片解決方案，驅動器電路 一個單獨的 IC 和第二個外殼中的相應 MOSFET。已經 驅動器電路開關的優(yōu)化選擇有利于 集成在一個包中。交換機通常通過此得到很好的保護 因此在運行過程中不會過載。這樣的缺點 集成解決方案包括市場上更小的產品和更高的成本。

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

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

最后，適當?shù)?a target="_blank">集成電路，即MOSFET的驅動器， 或者必須選擇帶有MOSFET和驅動器的封裝。此步驟 聽起來微不足道，但相當乏味。經常需要負載開關。通常， 但是，這里沒有大型產品。熱插拔控制器、電熔斷器、 浪涌保護器、理想二極管和電源路徑控制器可用于許多 案例取決于應用和附加監(jiān)控功能 必填。在大多數(shù)這些設備中，都有一個開/關引腳允許流動 必要時中斷的電流。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?控制器作為負載開關。

電源電壓的斷開可能會變得復雜，具體取決于 應用。帶有開/關控制引腳的特殊MOS驅動器IC使它成為 設計更簡單。

審核編輯：郭婷