集成式負載開關的簡化功能圖及設計

負載開關是節省空間的集成式電源開關。這些開關可用來“斷開”耗電量大的子系統（當處于待機模式時），或用于負載點控制以方便電源排序。智能手機得到普及之后，人們創建了負載開關；由于手機添加了更多的功能，因此它們需要更高密度的電路板，這樣空間就變得不足了。集成式負載開關可解決這個問題：將電路板空間歸還給設計人員，同時集成更多的功能。

圖1：電源開關的常見分立實施方案

與分立電路相比，集成式負載開關的優勢是什么？

如圖1所示，典型的分立式解決方案包括一個P通道金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）、一個N通道MOSFET和一個上拉電阻器。雖然這對開關電源軌來說是業經驗證的有效解決方案，但它具有較大的占位面積?，F在我們可獲得更緊湊的解決方案，如德州儀器（TI）的TPS22915等負載開關 —— 它們的占位面積不到1mm2！使用雙通道TPS22968更能顯著節省空間。圖2展示了一位客戶的實施方案與這款TI解決方案的比較。TPS22968使該客戶能將它們的占位面積減少80％以上，同時集成更多的功能，如受控的壓擺率和快速輸出放電功能。

圖2：雙通道分立開關與集成式負載開關（TPS22968）的尺寸比較

為什么我需要受控的壓擺率？

所有TI負載開關均具有受控的壓擺率以減小浪涌電流，這也被稱為“軟啟動”功能。通過緩緩提高其輸出電容的充電速度，負載開關能防止因給負載電容器快速充電引起的電源電壓“下降”。如欲獲得有關減小浪涌電流的更多信息，敬請閱讀應用手冊：《管理浪涌電流》。

圖3：TPS22908集成式負載開關的簡化功能方框圖。

什么是快速輸出放電？

大多數負載開關都具備的快速輸出放電功能可確保已斷開或禁用的負載不會被浮置。如上面圖3中所示，低“導通”輸入可通過逆變器關斷通道元件并打開放電場效應晶體管（FET）。這可創建一條從VOUT到GND的路徑，確保該負載能快速返回到已知的0V“關閉”狀態。

集成式負載開關的選項

集成式負載開關是節省空間的電源開關解決方案，能集成更多的功能，如快速輸出放電功能、電壓監測功能和反向電流保護功能。采用多種封裝選項（從WCSP到QFN和SOT-23），德州儀器（TI）的負載開關產品組合擁有一種適用于每個電源設計的解決方案。