基于MOSFET的负载开关设计与实现

针对电源遥控功能在通信系统中的应用,为满足通过TTL电平指令控制电源模块开关的需求,在对MOS管开关过程详细分析的基础上,设计了基于MOS管的负载开关缓启动电路。对MOS管开关过程通过Saber软件进行仿真,提出了关键参数的选取原则。仿真结果表明,MOS管作为负载开关能够很好地抑制冲击电流,并成功应用于工程实际中。

负载管理与负载开关的设计与实现

近年来，很多、纤巧型便携式电子产品被开发出来，如手机、数码相机、MP3、MP4、PDA、GPS及DVD等。它们不仅体积小、重量轻、功能多，并且充电的时间间隔较长，即产品省电，从而延长了电池的寿命。

负载开关的发展概况

负载开关基本电路 功率MOSFET是一种具有良好开关特性的器件：导通时其导通电阻RDS（ON）很小；在关断时其漏电流IDSS很小。另外，它的耐压范围很宽，从几十V到几百V，漏极电源范围宽，从几A到几十A，所以非常适合作负载开关。

负载开关的发展概况

功率MOSFET是一种具有良好开关特性的器件：导通时其导通电阻RDS（ON）很小,在关断时其漏电流IDSS很小。另外，它的耐压范围很宽，从几十V到几百V，漏极电源范围宽，从几A到几十A，所以非常适合作负载开关。

功率MOS管R_(DS(on))负温度系数对负载开关设计的影响

介绍了功率MOS管导通电阻的正温度系数和负温度系数的双重特性以及相对应的V_(CS)的转折电压,负载开关电路通过延长米勒平台的时间来限制输入浪涌电流的工作特点。分析了由于米勒平台工作于负温度系数区域,产生的开关损耗导致局部热不平衡从而形成局部热点的原因。实验结果表明,减小输出电容、提高功率MOS管的散热能力,可以提高系统的可靠性。

[负载开关设计(三)] 有电流限制的负载开关设计

本文介绍一种输出电流可限制的负载开关设计。输出电流的限制值可设定,若发生超过设定的限制值时有两种不同的情况:输出电流略小于限制的电流;输出无电流,并锁存(需要关断电源后,消除过流故障,重新启动)。这种负载开关也称为有过流保护的负载开关。要限制负载开关输出电流的值,则需在电路中设置电流检测电路,这里先介绍一种电流检测器件,这就是 PT7M6101。

[负载开关设计(二)] 有短路保护的负载开关设计

一般的负载开关没有短路保护功能，万一输出短路，巨大的短路电流会使负载开关的开关管损坏。另外，也会造成电源因发生短路而过热，在过热保护时会关断电源使整个电路不能工作。如果在负载开关中增加一个短路保护电路，在发生输出有短路时能瞬间切断负载开关的开关管，

先进FPF2108系列的负载开关

FPF2108系列电路是飞兆半导体公司最近推出的一种负载开关,应用于负载管理,在碰到非正常的大电流情况时,负载开关可对系统及负载提供全面地安全保护。什么是负载开关负载开关是一种接在电源与负载(或负载电路)之间的电子开关,示意图如图1所示。这种电子开关的通、断由逻辑电平(0、1)来控制。当在控制端加一个使负载开关接通的逻辑电平(如高电平1)时,负载开关接通,电源给负载或负载电路供电;当负载开关控制端加一个低电平时,负载开关关断,负载或负载电路失电。

[负载开关设计(一)] 带软启动的负载开关设计

本刊以前已介绍过一些负载开关及负载管理的文章。这几年用于便携式电子产品的负载开关及热插拔电源用的负载开关有较大的发展。这些负载开关的工作电压范围较低,大部分工作电压为1.2～1.8V 到5.5V,只有少数工作电压范围为3～13V。如果要求工作电压在9～18V,I_(OUT)=3～12A,则较难找到合适的现成产品。负载开关的结构并不复杂,应用的元器件不多,即使用分立元器件组成,其占 PCB 面积也不大,所以可以根据使用要求自行设计。本刊从这期开始介绍一些通用的负载开关设计,以供读者参考。本期介绍带软启动的负载开关设计。

煤矿变压器带负载开关存在问题和处理方法研究

基于变压器带负载开关在长期运行过程中,会受到设备老化、检修以及自身运行过程中的电压过高、负载电荷恶化等运行条件的影响,容易引发事故或造成隐患这一问题,对其开关进行探索和研究,根据变电站中变压器带负载开关出现的瓶颈进行分析和讨论,并且提出对应的处理方法,从而提升带负载变压器的安全使用性。

飞兆半导体IntelliMAX负载开关简化复杂功率设计难题

2010年7月19日，飞兆半导体公司推出先进负载管理开关产品FPF1038／FPF1039，这两款单一芯片解决方案在开关用于断开具有高输出电容（〉100μF）的负载时，能够帮助设计人员应对降低浪涌电流或高di／dt的挑战。如果使用传统的MOSFET／分立式解决方案将负载直接连接至电池或电源，当开关开启并消耗大量的电流时，分立元件的容差则可能造成过多的电压下降，从而引致电压轨超出规范要求。FPF1038／FPF1039在单芯片上集成了所需的功能性，能够防止这种情况的发生，并且减少电路板占用空间、减少元件数目、消除容差匹配问题，同时减少补偿电路的额外设计时间。

Diodes负载开关提升HDMI端口保护功能

Diodes公司推出AP2331单信道限流负载开关。该产品专为高清晰度多媒体接口（HDMI）的标准及其他监视器接口的保护功能而优化设计，适合于3V～5V的热插拔连接以及其他承受高电容性负载和可能受短路影响的应用。

Vishay发布三款采用小尺寸封装的高性能单通道和双通道负载开关

日前，Vishay Intertechnology，Inc．宣布，推出三款新的可在1．1V-5．5V电压下工作的单通道和双通道2A负载开关——SIP32411、SIP32413和SIP32414，器件在1-2V下的低开关导通电阻能够提高效率，150μs的典型受控软启动斜率能够限制涌入电流，使受控的启动过程更加平滑，从而将开关噪声降至最小。

Vishay发布采用小尺寸WCSP6封装的新款斜率控制的P沟道高边负载开关

Vishay Intertechnology，Inc．（NYSE股市代号：VSH）宣布，推出可在1．5-5．5V电压下工作的新款上升斜率控制的P沟道高边负载开关——SiP32458和SIP32459。这两款器件均具有一个集成的可提供稳定的20mΩ低导通电阻，同时保持低静态电流的栅极泵。器件采用小尺寸6凸点晶圆级CSP封装（WCSP6），将4．5V下的导通电压上升斜率控制在3ms，限制使用容性或噪声敏感负载的设计方案的涌入电流。

Diodes负载开关提升HDMI端口保护功能

Diodes公司推出AP2331单信道限流负载开关。该产品专为高清晰度多媒体接口（HDMI）的标准及其它监视器接口的保护功能而优化设计,适合于3～5 V的热插拔连接以及其他承受高电容性负载和可能受短路影响的应用。该负载开关采用SOT23封装,额定电流为0.2 A,适用于种类繁多的消费电子产品,包括机顶盒、便携式笔记本电脑及LCD液晶电视。

Vishay新型P通道负载开关

Vishay Intertechnology，Inc．推出两个新的P通道负载开关系列，据称这些负载开关为1．5V至5V负载切换应用中的高端运行而进行了优化。

麦克雷尔小型智能负载开关面向电源敏感应用

模拟、高速带宽通信和以太网集成电路解决方案业者麦克雷尔公司日前推出其小型高电流负载开关系列新产品。MIC94066／67／68／69都是小型高压侧负载开关系列的部分产品。这些高输出电流开关都内置在2×2mmMLF封装内，对于手机、个人数字助理，MP3播放器、数码相机、笔记本电脑、条形码扫描器、电池切换电路和电平转换器等便携应用而言是理想产品。

控制LED的负载开关AAT4295/7

在手机中有不少的LED，它们用作单色或彩色LCD显示屏的背光照明、键盘的照明及数码相机的闪光灯。有一些双显示屏的辅助屏及键盘的背光可以改变其颜色以满足客户的需要。这些LED的工作状态可采用一种新型控制LED的负载开关进行管理，这就是ANALOGIC TECH公司开发的AAT4295／7。这种负载管理IC除用于手机外，还可以用于多路小功率负载开关、个人通信装置及其它便携式电子产品。

新型负载开关MIC94060系列

负载开关是一种功率型电子开关，它安装在电源与负载之间，用逻辑电平来控制开关的通、断，使负载得电（工作）或失电（停止工作）。负载是广义的，它可以是一个元器件或一个功能电路，例如，负载是个加热电阻、储能电容或一个散热风扇，也可以是一个报警电路等。

负载开关FPF1005/6

FPF1005／6是飞兆公司推出的负载管理产品。它内部采用低导通阈值电压-VGs（th）及低导通电阻陆川的P沟道功率MOSFET，并采用导通斜率上升控制，可减小冲击电流，FPF1006内部有75-120Ω下拉电阻，可加速关断时间。