负载开关的发展

负载开关的发展

　　从负载开关基本电路来看，其特点是结构简单，缺点是缺少过热保护（负载有局部短路或输出有短路）。在有短路时不仅负载、负载开关损坏，并且由于电源过载关断会使整个装置、系统不能正常工作。因此近年来，人们根据负载开关的应用状况作了不少的改进，改善了性能、提高了工作可靠性、增加了功能。

　　1 在安全保护方面

　　①在负载开关中增加过热关闭电路。如果有发生负载局部短路或短路情况时，使负载开关的管芯温度超过过热阈值温度（如125℃），则过热关闭电路起作用将负载开关切断。不仅阻止了负载更大的损坏，也使电源不因负载短路而影响向其他电路供电。在过热故障发生时，负载开关还输出故障信号（给微处理器μP）以告知故障的存在。另外还有输入欠压锁存保护功能。

　　②在负载开关中增加限流电路。负载开关中没电流检测及限流输出电路。它有两种结构：限制电流值是工厂设定的；限制电流可由用户外设一个电阻设定。发生过流状态时，负载开关输出故障信号。

　　具有限流输出的负载开关，不仅提高了工作的可靠性及安全性，并且这种负载开关还可以用作功率分配开关、热插拔插座、USB端口。有的负载开关在过流时便输出锁存（无输出），则这种负载开关可看作“电子保险丝”在排除过流故障后，重新启动后可正常工作。有的负载开关在过流时，以限制的电流（恒流）继续给负载供电。

　　2 在开关性能方面

　　随着半导体工艺技术的进步，单个分立器件MOSFET的导通电阻逐年下降，导通电阻小的可做到几mΩ。集成负载开关中的MOSFET导通电阻稍大，目前可做到几十mΩ左右。为了改善开关的性能，使开关慢启动（慢启动是指开关接通时，其电压上升率是一个斜坡，防止有过大的冲击电流）、快关断。电压上升的斜率有几种：由工厂设定几种斜率（启动时间不同），供用户选择；由用户在器件外设一电容，设定其启动时间。为了快速关断开关，在负载开关中设有关断时输出有放电电路，如图5所示。在负载开关关断时，N-MOSFET导通，电容往N管放电，加速关断时间。
       3 其他方面

　　为了适应便携式电子产品对负载开关的应用需要，在以下几方面作了改进：工作电压适合电池供电电压，一般为 1.8～5.5V或1.2～5.5V；为满足更低的电压，最低输入电压为0.8V；减少静态电流，一般为几μA（静态电流大小与负载开关内部的电路负载程度有关），典型值为1μA。个别较简单的负载开关，其静态电流IQ=25μA；输出电流一般0.2～6A，可满足各种便携式的要求；为满足便携式体积小的要求，负载开关采用小尺寸封装，一般采用SOT-23封装、2mm×2mm的MLP或MLF封装、SC-70封装，最小的采用6焊球BGA封装，其封装尺寸仅为1.5mm×1.0mm；在电源关断时，无反向电流。