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如何搭載一個負載開關電路load switch?

冬至子 ? 來源:xuyuntong ? 作者:xutong ? 2023-08-02 15:24 ? 次閱讀

在很多電路中,一個電源可能對應多個負載,有時候要切換負載的供電,有時候要對負載進行限流,通常的方法可以用PMIC去操作不同的負載,也可以使用負載開關去操作。負載開關有正壓的也有負壓的,負壓的比較少。分立器件搭一般都是用Pmos去搭建。典型的電路如下

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結構1

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結構2

使用PMOS構建有個好處可以不用自舉,若是使用NMOS構建則需要自舉電路對MOS的GS提供一些偏置,PMOS的缺點是比較難買,我知道的型號apm4953可能主要用在液晶電視上面,可能是學修電視機的課上遇到的,時間過于久遠已經忘記。

在上面的電路中,當下面的NMOS閉合的時候VIN=VOUT當NMOS斷開以后,VOUT將被切斷。

PMOS就是GS是負的電壓時候導通,查的手冊如下

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看到在VGS等于-10V時候此時他的rdson最大約為60mR,我們在查看下圖,也是在40~60mR之間

圖片

這個東西對于負載開關就如同不同電流LDO的Drop一樣。越小他的DROP越小,可以參考之前寫的LD50x的仿真教程

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回到正題,使用PMOS架構1和PMOS架構2看起來區別不大,為什么要多加個電容

咱們先來看架構1,以下是架構1負載開關的仿真圖,可以看到負載開關1在打開的瞬間電流是非常大的,尤其在容性負載的場合將會造成超級大的電流導致mos管燒管

圖片

使用架構2時候,可以看到因為在gd上添加了電容,導致gs的變化速度減慢,有效的防止了負載電流突變導致mos管瞬間承受過高的電流應力,對mos管比較友好。

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但無論是架構1還是架構2都沒有辦法做到過流保護,因為其真的太簡單了,無法做到任意限流或者過流保護,于是乎我在這里推薦CSA23,詳情如下所示

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之前我們是寫過CSA23的行為模型的,所以我們直接用csa23的行為模型去構建任意過流保護電路

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限流150mA左右,測試效果如下圖。

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下面是開放限流的效果

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仿真代碼如下:

1.jpg

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