【導讀】電路設計人員在電子係統中打開和關閉電源線路的選項
，聽起來是件小事，但要成功實施
，卻需要考慮諸多方麵。

在(zai)有(you)些(xie)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)中(zhong)
，需(xu)要(yao)斷(duan)開(kai)電(dian)源(yuan)線(xian)路(lu)的(de)連(lian)接(jie)。例(li)如(ru)，可(ke)能(neng)是(shi)切(qie)斷(duan)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)

，以(yi)保(bao)持(chi)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)，或(huo)者(zhe)是(shi)斷(duan)開(kai)負(fu)載(zai)與(yu)帶(dai)電(dian)線(xian)路(lu)的(de)連(lian)接(jie)。理(li)想(xiang)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)機(ji)械(xie)開(kai)關(guan)來(lai)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)的(de)。但(dan)是(shi)，如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)開(kai)關(guan)
，那(na)麼(me)使(shi)用(yong)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)通(tong)常(chang)更(geng)加(jia)合(he)適(shi)。這(zhe)類(lei)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)可(ke)能(neng)采(cai)用(yong)MOSFET作為開關元件。除了采用MOSFET的純分立式解決方案外，還可以使用多種半導體IC來輕鬆實現電子開關。

圖1.使用N溝道MOSFET和獨立驅動器電路LTC7003來開關電源線路

首先，必須決定開關元件是N溝道還是P溝道MOSFET。這兩種可能都合適。但是，與P溝道MOSFET相比
，N溝道MOSFET的電阻更低

，所以在導通狀態下損耗也更低。其劣勢在於N溝道MOSFET的驅動方麵。其中，柵極所需的電壓高於可用的電源線路電壓。因此，驅動IC中必須包含某種形式的電荷泵。P溝道MOSFET不需要這種類型的增壓。但是，N溝通MOSFET的選擇範圍很廣。

接下來
，需要選擇是將電源開關和驅動器集成在單個封裝中
，還是使用雙芯片解決方案
，即將驅動器電路放在一個單獨的IC中，並將對應的MOSFET放(fang)在(zai)另(ling)一(yi)個(ge)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)。已(yi)經(jing)針(zhen)對(dui)驅(qu)動(dong)器(qi)電(dian)路(lu)優(you)化(hua)的(de)開(kai)關(guan)選(xuan)擇(ze)更(geng)加(jia)支(zhi)持(chi)集(ji)成(cheng)在(zai)同(tong)一(yi)個(ge)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，開(kai)關(guan)一(yi)般(ban)都(dou)受(shou)到(dao)良(liang)好(hao)保(bao)護(hu)，在(zai)使(shi)用(yong)期(qi)間(jian)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)過(guo)載(zai)。這(zhe)種(zhong)全(quan)集(ji)成(cheng)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)也(ye)存(cun)在(zai)劣(lie)勢(shi)
，包(bao)括(kuo)市(shi)麵(mian)上(shang)的(de)相(xiang)關(guan)產(chan)品(pin)較(jiao)少(shao)

，且(qie)成(cheng)本(ben)更(geng)高(gao)。

第三步，必須確定單個MOSFET是否足以構成機械開關。MOSFET存cun在zai一yi個ge體ti二er極ji管guan
，因yin此ci，隻zhi能neng在zai一yi個ge方fang向xiang上shang開kai關guan電dian流liu。如ru果guo應ying用yong要yao求qiu完wan全quan斷duan開kai線xian路lu，確que保bao電dian流liu不bu能neng向xiang任ren一yi方fang向xiang流liu動dong
，那na麼me，需xu要yao一yi個ge兩liang個geMOSFET彼此反向串聯的解決方案。圖2顯示了這種開關級配置。

圖2.兩個N溝道MOSFET背對背連接來阻斷電路中兩個方向電流的電路

最後
，必須選擇合適的集成電路，也就是用於MOSFET的驅動器
，或是包含MOSFET和he驅qu動dong器qi的de封feng裝zhuang。這zhe個ge步bu驟zhou聽ting起qi來lai簡jian單dan，實shi際ji上shang卻que相xiang當dang繁fan瑣suo。通tong常chang需xu要yao使shi用yong負fu載zai開kai關guan。但dan是shi，可ke選xuan的de範fan圍wei並bing不bu大da。在zai很hen多duo情qing況kuang下xia
，可ke以yi使shi用yong熱re插cha拔ba控kong製zhi器qi、電子保險絲、浪湧保護器、理想二極管和電源路徑控製器，具體取決於應用和所需的額外監控功能。這些器件多數都包含開關引腳，可以在需要時切斷電流。借助ADI的LTspice®仿真工具，可以確認該解決方案的精密行為是否滿足規格要求。

圖3.使用LTC4414低損耗PowerPath™控製器作為負載開關的LTspice仿真

根據具體的應用，斷開電源電壓可能會非常複雜。但是，可以使用一款帶有開關控製引腳的特殊MOS驅動器IC來降低設計難度。

關於ADI公司

Analog Devices, Inc.(NASDAQ: ADI)在現代數字經濟的中心發揮重要作用，憑借其種類豐富的模擬與混合信號、電源管理、RF、數字與傳感技術，將現實世界的現象轉化成有行動意義的洞察。ADI服務於全球12.5萬家客戶，在工業
、通信

、汽車與消費市場提供超過7.5萬種產品。ADI公司總部位於馬薩諸塞州威明頓市。更多信息請訪問：http://www.analog.com/cn。

關於作者

Frederik Dostal曾就讀於德國埃爾蘭根大學微電子學專業。他於2001年開始工作
，涉足電源管理業務，曾擔任各種應用工程師職位

，並在亞利桑那州鳳凰城工作了4年
，負責開關模式電源。他於2009年加入ADI公司，並在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現場應用工程師。

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