電源開關的使用較為復雜，甚至讓大多數電子產品設計人員都感到困惑，特別是對那些非電源管理的專家而言。在各種各樣的應用中，例如：可攜式電子產品、消費類電子產品、工業或電信系統等，廣大的設計人員越來越常使用到電源開關。這些電源開關的使用方式非常多樣，包括控制、排序、電路保護、配電，甚至是系統電源開啟管理等。當然，每一種用法都需要有不同特性的電源開關解決方案。

　　本文針對在不同應用中使用到電源開關時，設計人員需要考慮的一些重要規範和概念進行了總結說明，并介紹了一些可能的解決方案，旨在幫助設計人員選擇一種最佳的解決方案。

　　很明顯地，在選擇電源開關以前您應該問您自己的第一個問題是：“我想要用這個開關來做什么？”這是一個簡單的問題，但其答案卻能幫助您定義完美的產品。使用電源開關的方式有數種，最為常見的是：

　　?控制、配電和排序（即開啟/關閉電源軌來啟用某個子系統或者為多個負載配電）；

　　?短路、過電流或過電壓保護（USB電流限制、感測器保護、電源軌短路保護）；

　　?管理接通突波電流（即電容充電時）；

　　?選擇電源（即多工或ORing）或者負載分配。

　　導通電阻、最大電流和輸入電壓範圍

　　導通電阻（rON）、最大持續電流和輸入電壓範圍始終都是需要考慮的關鍵特性。它們是您在考查任何元件以前需要研究的基本特性。根據應用，設計人員可以輕鬆地知道需要開關的電流，以及工作電壓的大小。根據這類資訊，設計人員便可以做出初步的選擇。事實上，如果您需要一個能夠通過1.2V或36V的開關，便可以確定兩種完全不同的產品範圍。

　　導通電阻會影響您在開關上看到的壓降。設計人員必須仔細瞭解其特定應用設置（電壓、電流）相關的最大允許壓降。利用公式1可以很容易地計算得到：

　　其中，壓降為VDROP，直通FET導通電阻為rON，而通過開關的電流為I。

　　如果應用需要開關大量的電流，或者對低壓軌（如1.0-V）進行開關，則需要最小化壓降。因此，導通電阻需要盡可能地低，例如：TPS2292x系列特有3.6-V的14-m Ohm rON。但是，如果要開關的電流較少，則導通電阻便不是一個關鍵問題，您可以選擇一個約為1Ohm的高導通電阻元件。導通電阻是電源開關元件晶片尺寸和成本的一個重要塬因。您要對其仔細研究，以選擇最低成本的解決方案。

　　除設計人員關注的開關最大持續電流以外，另一個重要特性是開關允許的最大脈衝電流。在某些應用中，大多數時候要求的負載均屬于中等強度的持續電流。但是，當某個子系統要求更多功率時，就很容易見到峰值出現。GSM/GPRS發射脈衝便是一個很好的例子，當它的工作週期為12.5%時，會在576uS的短暫期間要求高達1.7A的電流。請確定所選用的元件可以支援這種脈衝電流。

　　功耗和保護特性

　　功耗也是需要考慮的一個重要特性。在作為直通開關的正常運行期間，根據開關的導通電阻以及開關電流，可以計算得到功耗。利用公式2，您可以很容易地計算得到元件的最大功耗。

　　如果該元件的導通電阻夠低，則功耗較小，并且對元件工作溫度產生的影響也極小。但是，如果您計畫使用此開關來保護電源軌免受過電流或者使用USB埠時的短路損害，或是指紋感測器保護，則要小心。在這種情況下，您必須選擇一種電流限制開關。如果您不使用電流限制開關，則功耗會成為系統可靠性的主要問題。例如，3.3-V輸入電壓下，作用于一個非電流限制負載開關的0.9-？スu路，會轉換成如公式3所示的功耗。

　　一般來說，這種功耗對于市售的大多數封裝而言都太高，其可導致故障和可靠性問題。

　　同樣地，使用電流限制開關的設計人員需要確定封裝能夠支援的短路狀態。如果元件達到電流限制值，則當輸出為短路接地時會出現最大功耗。對于具有自動重啟時間tRESTART和過電流斷路時間tBLANK的一些元件來說，最大平均功耗如公式4所示。

　　對于那些沒有自動重啟環路（如TPS22944等）的元件來說，輸出短路會使元件工作在？甯y狀態下，在熱中斷啟動之前，它會一直極端的消耗電力。。這樣一來，只要導通引腳還有效且又出現短路狀況，這種熱中斷的循環就會持續發生。

　　市場上有一些電流限制開關，需要考慮的兩個主要特性是電流限制最小值（固定電流限制或利用外部電阻編程），以及電流限制精度和回應時間。大多數應用中，電流限制精度并不是一個關鍵問題，因為此元件的功用是作為一個斷路器（即出現短路時關閉開關）。但是，在一些如USB電流限制的應用中，精度就顯得很重要，因為開關的功用是作為一個？甯y源。

　　對于要開關大電流或承受過電流的一些應用來說，我們建議您選擇具有某種熱保護特性的元件。當發現元件溫度過高時，大多數元件都會啟用熱中斷，關閉FET來保護元件自身，以避免遭受任何潛在的熱損害。

　　對于短路保護來說，電流限制（或者過電流保護—OCP）是必要的，此外，還可以考慮如反向電流阻斷等其他一些保護特性。

　　當設計人員嘗試設計一種電源選擇器（ORing），或者實現某種負載分配時，反向電流阻斷（也稱作反向電壓保護）則為必需的。

　　圖1顯示了一個通過兩個潛在電源（即DC輸入和電池）為負載供電的電源開關配置實例：

　　圖1：雙源電源選擇器。

　　對于沒有反向電壓保護的元件來說，直通FET的輸入電壓保持在其輸出電壓以上很重要。否則，輸入將會通過FET主體二極體被鉗位控制，從而使大電流從輸出端流至輸入端。

　　在圖1實例中，如果電池為一顆4.2V（最大）的鋰離子（Li-Ion）電池，啟用DC輸入，并且電壓為5.0V，則潛在大電流將從負載流至電池——我們當然不希望看到這種結果！

　　一種有效的解決方案是使用一款具有反向電壓保護特性的元件。反向電流保護一般可以通過使用背靠背FET，或者在偵測到反向電壓狀態時切換PMOS FET的背柵來實現。您將會研究反向電壓比較器跳變點（VOUT–VIN值，即啟用反向電流特性的閾值），以及從反向電壓狀態到MOSFET關閉的時間。

　　可有效用于某些應用的另外一種保護是過電壓保護（OVP）。該特性在開關出現過電壓時，保護開關和系統。例如，它可以有效地用于一些USB應用或者電池應用中。