時間:2019-08-09 11:08:13來æºï¼šç¶²çµ¡
é›»æºæ˜¯æŽ¨å‹•我們ç¾ä»£ä¸–界技術的命脈,我們越來越ä¾è³´é«˜ç§‘技產å“在忙碌的工作ä¸å’Œå·¥ä½œå¤–的生活ä¸å¹«åŠ©æˆ‘å€‘ã€‚ç®¡ç†å’ŒæŽ§åˆ¶é›»æºæ˜¯é«˜ç§‘技ã€ä½ŽåŠŸè€—æ‡‰ç”¨çš„ä¸€å€‹é‡è¦ä¸»é¡Œã€‚無論是為更大的è¨å‚™é–‹ç™¼å¾©é›œçš„多軌電æºç³»çµ±ï¼Œé‚„æ˜¯åˆ©ç”¨é›»æ± ä¾›é›»è¨å‚™çš„æœ€åŽä¸€å°éƒ¨åˆ†é›»é‡ï¼Œé›»æºç®¡ç†éƒ½æ˜¯è¨è¨ˆäººå“¡çš„首è¦å„ªå…ˆé …目。
在大大å°å°çš„系統ä¸ï¼Œè² 載開關在電æºç®¡ç†å’Œè² 載ä¿è·ä¸ç™¼æ®é‡è¦ä½œç”¨ã€‚åœ¨ç‚ºç‰¹å®šæ‡‰ç”¨é¸æ“‡è² è¼‰é–‹é—œæ™‚æœ‰ä¸€äº›å› ç´ è¦è€ƒæ…®ï¼Œæ¤å¤–,ç¾åœ¨é‚„å¯ä»¥ä½¿ç”¨ä¸€äº›æ€§èƒ½å’ŒåŠŸèƒ½å¾—ä»¥æ”¹é€²çš„æ–°å™¨ä»¶ã€‚
ä»»ä½•è² è¼‰é–‹é—œçš„ä¸»è¦åŠŸèƒ½æ˜¯é€£æŽ¥/æ–·é–‹é›»æºå’Œè² 載。å¯é‡‡ç”¨åƒ…使用一個簡單的通路MOSFET的分立方案來實ç¾é€™å€‹åŠŸèƒ½ï¼›ä½†å…¨é›†æˆçš„è² è¼‰é–‹é—œå™¨ä»¶é€šå¸¸æ¯”åˆ†ç«‹æ–¹æ¡ˆå°ï¼Œæ¸›å°‘了器件的數é‡ï¼Œå¹¶ä¸”æä¾›æ›´å¼·å¤§çš„功能,包括å°éŽæº«ã€æ¬ 電壓和éŽé›»æµæ•…éšœæ¢ä»¶çš„æª¢æ¸¬å’Œä¿è·ç‰åŠŸèƒ½ã€‚æœ‰æ™‚é‚„åŒ…æ‹¬åå‘é›»æµä¿è·ï¼Œä½¿ä»»ä½•è©¦åœ–å¾žè² è¼‰æµå‘æºçš„é›»æµè¢«é˜»æ–·ã€‚這å°äºŽè¨±å¤šæ‡‰ç”¨ä½¿ç”¨çš„æœ€æ–°çš„供電標準USB-C尤其有用。
圖1:典型的集æˆè² 載開關框圖
所有集æˆè² 載開關至少包括四個引腳——VINã€Voutã€GNDå’ŒEN(Enable)ï¼Œç›¡ç®¡é€šå¸¸æ·»åŠ å…¶ä»–å¼•è…³ä»¥æ”¯æŒæ›´å¤šåŠŸèƒ½å¹¶ç‚ºç³»çµ±è¼¸å‡ºæä¾›ä¿è·åŠŸèƒ½ï¼Œå¦‚åœ–1所示。
除了æä¾›ç°¡å–®çš„開關控制和ä¿è·å¤–ï¼Œè² è¼‰é–‹é—œé‚„å¯é€šéŽæŽ§åˆ¶Voutä¾†æŽ§åˆ¶è² è¼‰å°Žé€šçš„é€Ÿåº¦ã€‚é€šéŽæŽ§åˆ¶FET柵的充電,在Voutçš„ä¸Šå‡æ™‚間控制浪涌電æµã€‚æ¤è»Ÿå•Ÿå‹•ä¿è·è² 載ä¸å—è² è¼‰èˆ‡é›»æºçš„ç„¡æŽ§åˆ¶é€£æŽ¥æ‰€é€ æˆçš„é›»æµå°–å³°çš„å½±éŸ¿ï¼Œç‰¹åˆ¥æ˜¯åœ¨è² è¼‰ä¸æ˜¯ç´”電阻的情æ³ä¸‹ã€‚
æœ‰äº›è² è¼‰é–‹é—œé‚„åŒ…å«ä¸€å€‹æ³„æ¼é›»é˜»å™¨ï¼Œæ”¯æŒå˜å„²åœ¨è² 載ä¸ä»»ä½•能é‡çš„å¿«é€Ÿæ”¾é›»ï¼Œåœ¨è² è¼‰é–‹é—œé—œæ–·æ™‚ï¼Œæ¶ˆé™¤è² è¼‰é›»æºå¼•腳上的浮動節點。
è² è¼‰é–‹é—œç³»çµ±ä½¿ç”¨å’Œé…ç½®
è² è¼‰é–‹é—œæœ€å¸¸è¦‹çš„ä¸€å€‹æ‡‰ç”¨æ˜¯ç®¡ç†ç³»çµ±ä¸ç¨ç«‹çš„é›»æºåŸŸã€‚è©²æŽ§åˆ¶åœ¨é›»æ± ä¾›é›»è¨å‚™ä¸ç‰¹åˆ¥æœ‰ç”¨ï¼Œé˜²æ¢ä»»ä½•ä¸å¿…è¦çš„èƒ½é‡æ¶ˆè€—å°ç²å¾—æœ€é•·çš„é›»æ± é‹è¡Œæ™‚間至關é‡è¦ã€‚
圖2ï¼šè² è¼‰é–‹é—œå¯ç®¡ç†å¤šå€‹è² 載域的電力傳輸
è² è¼‰é–‹é—œå¯ç”¨äºŽæŽ§åˆ¶ç³»çµ±ä¸è¢«åŠƒåˆ†ç‚ºé‚輯域的å„個部分的功率,如圖2所示。在實際使用ä¸ï¼Œåªéœ€è¦å¾ˆçŸæ™‚間的部分,如傳感器或發射/接收電路,åªåœ¨éœ€è¦æ¿€æ´»çš„çŸæ™‚間內接通電æºã€‚
æ¤å¤–,é‡å°å–®å€‹è² 載有多個電æºçš„系統,如圖3所示,å¯ä½¿ç”¨è² 載開關。在這樣的系統ä¸ï¼Œå¯ä»¥æŽ§åˆ¶è² è¼‰çš„åŠŸçŽ‡å‚³è¼¸ï¼Œä¾‹å¦‚ï¼Œå¾žä¸»é›»æºæˆ–å‚™ç”¨é›»æ± ä¾›é›»ã€‚
圖3:電æºå¤šè·¯å¾©ç”¨æ”¯æŒå–®å€‹è² 載利用多個電æº
復雜的系統通常需è¦å¤šå€‹é›»æºè»Œï¼Œåœ¨è¨±å¤šæƒ…æ³ä¸‹ï¼Œé€™äº›è»Œé“å¿…é ˆæŒ‰ç…§ä¸€å®šçš„é †åºå·¥ä½œï¼Œä»¥ä¾¿ç³»çµ±æ£å¸¸é‹è¡Œã€‚例如,å¯èƒ½æœ‰å¿…è¦åœ¨å•Ÿç”¨ç„¡ç·šé›»ç™¼å°„機å‰å®Œå…¨å•Ÿå‹•æ ¸å¿ƒè™•ç†å™¨ï¼Œä»¥é¿å…混淆或難以ç†è§£çš„傳輸。
圖4ï¼šè² è¼‰é–‹é—œå¯æœ‰åˆ©äºŽè‡ªé©…動的電æºåºåˆ—
é›–ç„¶å¯ä»¥ä½¿ç”¨å¤–部微控制器來實ç¾ä¸Šé›»åºåˆ—,從而以æ£ç¢ºçš„æ™‚åºå•Ÿç”¨è² 載開關,但如果使用“powergoodâ€è¼¸å‡ºï¼Œè² 載開關還å¯ä»¥æä¾›ç¨ç«‹åºåˆ—,如圖4所示。通éŽå°‡ä¸€å€‹è² 載開關的PowerGoodå¼•è…³éˆæŽ¥åˆ°ä¸‹ä¸€å€‹è² è¼‰é–‹é—œçš„EN引腳,å¯â€œèŠéˆ(daisychained)â€å¤šå€‹è² 載開關。如果相ä½é–“éœ€è¦æ›´å¤§çš„å»¶é²ï¼Œå‰‡å¯æ·»åŠ ä¸€å€‹é›»å®¹å™¨åˆ°æŽ¥åœ°æŽ§åˆ¶ç·šä»¥å¢žåŠ å»¶é²ã€‚
ç‚ºæ‡‰ç”¨é¸æ“‡åˆé©çš„è² è¼‰é–‹é—œ
ç›®å‰æœ‰è¨±å¤šé¡žåž‹çš„è² è¼‰é–‹é—œï¼Œç‚ºè¨è¨ˆäººå“¡åœ¨ç‚ºç‰¹å®šæ‡‰ç”¨é¸æ“‡å™¨ä»¶æ™‚æä¾›å»£æ³›çš„鏿“‡ã€‚雖然最åˆé¸æ“‡èµ·ä¾†ä¼¼ä¹Žå¾ˆå›°é›£ï¼Œä½†é€šéŽè€ƒæ…®å…個主è¦åƒæ•¸ï¼Œè©•ä¼°é¸é …并找到最佳器件就相å°ç°¡å–®äº†ã€‚
能效很é‡è¦ï¼Œè€Œä¸”通常是在應用ä¸ä½¿ç”¨è² 載開關的一個關éµåŽŸå› ã€‚è¨è¨ˆäººå“¡æ‡‰å¯†åˆ‡é—œæ³¨æ‰€è€ƒæ…®å™¨ä»¶çš„導通電阻RON。開關電阻越低,工作時從VIN到VOUT的壓é™è¶Šä½Žï¼Œå¾žè€Œé™ä½Žäº†è² 載開關的功耗和散熱。
在器件最大å…è¨±è² è¼‰é›»æµå’Œè¼¸å…¥é›»å£“(VIN)èŒƒåœæ–¹é¢ï¼Œéœ€è¦é‡å°æ‡‰ç”¨æŒ‡å®šæ£ç¢ºçš„é¡å®šå€¼ã€‚雖然確ä¿é‡å°æ‡‰ç”¨æœ‰è¶³å¤ çš„é¡å®šé›»æµï¼Œä½†æ‡‰æ³¨æ„é¡å®šå€¼ä¸è¦éŽé«˜ï¼Œå› 為更大的FETæœ‰æ›´é«˜çš„é–€æ¥µé›»å®¹ï¼Œéœ€è¦æ›´å¤šçš„èƒ½é‡æ‰èƒ½å°Žé€šã€‚æ¤å¤–,更高é¡å®šå€¼çš„器件也å¯èƒ½æ›´å¤§ï¼Œæ›´æ˜‚貴。
éœæ…‹é›»æµ(è² è¼‰é–‹é—œé–‹å•Ÿæ™‚ä½¿ç”¨çš„èƒ½é‡)應盡å¯èƒ½ä½Žï¼Œå°±åƒä»»ä½•æ¼é›»æµ(è² è¼‰é–‹é—œMOSFET關斷時從電æºåˆ°è² 載的電æµ)一樣低。
最åŽï¼Œå°äºŽç‰¹å®šæ‡‰ç”¨ï¼ŒéŸ¿æ‡‰é€Ÿåº¦å°äºŽé–‹é—œæ‰€éœ€çš„æ™‚間以åŠä»»ä½•æ•…éšœä¿è·æ“作的時間都至關é‡è¦ã€‚該響應時間å—MOSFETå°ºå¯¸çš„å½±éŸ¿ï¼Œå™¨ä»¶å°ºå¯¸è¶Šå¤§ï¼Œéœ€è¦æ›´å¤šçš„é›»è·ï¼Œå› æ¤é‹è¡Œé€Ÿåº¦è¶Šæ…¢ã€‚åŒæ¨£ï¼ŒéŽåº¦è¨è¨ˆéŽå¤§çš„FET會導致更差的瞬態性能。
ecoSWITCH-å…¨é¢çš„è² è¼‰é–‹é—œç³»åˆ—
安森美åŠå°Žé«”çš„ecoSWITCHTMç³»åˆ—è² è¼‰ç®¡ç†å™¨ä»¶ç‚ºè¨è¨ˆäººå“¡æä¾›ç›®å‰åŒé¡žæœ€ä½³çš„導通電阻RON。該系列包括20多個ä¸åŒçš„產å“,并隨著安森美åŠå°Žé«”æŽ¨å‡ºæ–°çš„è² è¼‰é–‹é—œé‚„åœ¨ä¸æ–·å£¯å¤§é™£å®¹ã€‚
NCP45560僅是ecoSWITCH系列之ä¸çš„å…¶ä¸ä¸€å€‹å™¨ä»¶ã€‚該器件采用çœç©ºé–“çš„3mmx3mmDFN12å°è£ï¼Œèƒ½æŒçºŒé«˜èƒ½æ•ˆåœ°é–‹é—œé”24A的電æµï¼Œå°Žé€šé›»é˜»ä½Žè‡³4.1mΩ。NCP45560極其é©ç”¨äºŽè¦æ±‚å°å 使–¹æ¡ˆçš„é›»æºç®¡ç†å’Œç†±æ’拔應用,çµåˆè¨±å¤šä¿è·åŠŸèƒ½ï¼ŒåŒæ™‚比分立方案大大節çœç©ºé–“å’Œæˆæœ¬ã€‚
總çµ
隨著電æºéœ€æ±‚變得越來越復雜,å°å°åž‹ä¾¿æ”œå¼é›»æ± 供電è¨å‚™ç›¡å¯èƒ½é«˜èƒ½æ•ˆå·¥ä½œçš„è¦æ±‚åœ¨å¢žé•·ï¼Œè² è¼‰é–‹é—œè¶Šä¾†è¶Šå—æ¡è¿Žï¼Œå› 為它使è¨è¨ˆäººå“¡èƒ½å¯¦ç¾é«˜èƒ½æ•ˆã€ç²¾å¯†çš„é›»æºæ–¹æ¡ˆï¼Œå³ä½¿æ˜¯åœ¨æœ€å°çš„è¨å‚™ä¸ã€‚
è²æ˜Žï¼šæœ¬æ–‡ç‚ºè½‰è¼‰é¡žæ–‡ç« ,如涉åŠç‰ˆæ¬Šå•é¡Œï¼Œè«‹åŠæ™‚è¯ç³»æˆ‘們刪除(QQ: 2737591964),ä¸ä¾¿ä¹‹è™•,敬請諒解ï¼
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