【導讀】像蠟燭一樣，功率MOSFET（功率場(chǎng)效應晶體管）是切換負載最常見(jiàn)的方式，其四周?chē)@著(zhù)眾多分立電阻器與電容器（以及用于控制功率MOSFET的雙極結型晶體管（BJT）/第二個(gè)場(chǎng)效應晶體管）圍繞的功率MOSFET）。但在多數情況下，使用全面集成的負載開(kāi)關(guān)具有更顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)。
在知道用電之前，人們用蠟燭照明。這在過(guò)去是常用的能在黑暗中視物的照明方式，但燈泡的發(fā)明顯然是更好的解決方案。
像蠟燭一樣，功率MOSFET（功率場(chǎng)效應晶體管）是切換負載最常見(jiàn)的方式，其四周?chē)@著(zhù)眾多分立電阻器與電容器（以及用于控制功率MOSFET的雙極結型晶體管（BJT）/第二個(gè)場(chǎng)效應晶體管）圍繞的功率MOSFET）。但在多數情況下，使用全面集成的負載開(kāi)關(guān)具有更顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)。
系統中的負載開(kāi)關(guān)在哪里
一個(gè)典型系統包括一個(gè)電源和多個(gè)負載，需要各種不同的負載電流，如Bluetooth®、Wi-Fi或處理器軌。多數情況下，系統必須獨立控制哪些負載開(kāi)啟，何時(shí)開(kāi)啟，以什么速度開(kāi)啟。利用分立MOSFET電路或集成負載開(kāi)關(guān)便能完成這種功率切換，如圖1所示。
圖1：從電源切換到多個(gè)負載
分立MOSFET電路包含多個(gè)組件來(lái)控制分立功率MOSFET的導通與關(guān)斷。這些電路可通過(guò)來(lái)自微控制器的通用輸入/輸出（GPIO）信號來(lái)進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉。此類(lèi)電路可參見(jiàn)圖2所示。
圖2：P信道MOSFET（PMOS）分立電路
也可以使用負載開(kāi)關(guān)來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉電源軌和相應負載之間的連接。這些集成器件在其對應的分立電路上有一些益處。圖3所示為負載開(kāi)關(guān)電路。
圖3：典型負載開(kāi)關(guān)電路
尺寸優(yōu)勢
使用負載開(kāi)關(guān)作為解決方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于組件數量和尺寸的縮減。負載開(kāi)關(guān)的設計將組件整合成包，甚至比MOSFET自身還小。圖4對PMOS方案和等效的負載開(kāi)關(guān)進(jìn)行了尺寸上的對比。負載開(kāi)關(guān)更小的尺寸使其即使面對最受空間限制的應用也非常適合。
圖4：TPS22965與等效分立方案尺寸對比
特色優(yōu)勢
負載開(kāi)關(guān)中還集成了在分立電路中沒(méi)有的一些特色功能。在分立方案中加入反向電流阻隔需要一個(gè)額外的MOSFET作背靠背的配置，這將直接增加一倍的尺寸。TPS22910A和TPS22963C就是德州儀器兩個(gè)已內置此項功能的負載開(kāi)關(guān)組合的例子。
快速輸出放電（QOD）是德州儀器負載開(kāi)關(guān)的一項標準功能，可在開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)將輸出電壓（VOUT ）通過(guò)內部通路釋放至接地。圖5為該功能示意圖。
圖5：QOD說(shuō)明
QOD在輸出側提供一個(gè)已知狀態(tài)，并確保所有負載已被釋放且都被關(guān)閉。
TPS22953和TPS22954具有發(fā)送“電源正常”信號的功能，當VOUT負載達到其終值的90%時(shí)即發(fā)出該信號。該信號流入下游模塊使能引腳，從而使這些模塊在電壓軌通電后開(kāi)啟。“電源正常”信號的功能也可用于電源排序，開(kāi)啟一個(gè)負載開(kāi)關(guān)將會(huì )有多個(gè)電源軌以特定順序出現。
毫不夸張地說(shuō)，燈泡的發(fā)明使人們在黑暗中視物變得容易，而集成負載開(kāi)關(guān)完成緊湊與低功耗電路設計的挑戰正如燈泡的發(fā)明一樣意義非凡。那么，是時(shí)候吹滅蠟燭，并用集成負載開(kāi)關(guān)點(diǎn)亮你功率切換設計這盞明燈了。
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