观电路—负载开关 load switch

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观电路—负载开关 load switch [复制链接]

 

在很多电路中，一个电源可能对应多个负载，有时候要切换负载的供电，有时候要对负载进行限流，通常的方法可以用PMIC去操作不同的负载，也可以使用负载开关去操作。负载开关有正压的也有负压的，负压的比较少。分立器件搭一般都是用Pmos去搭建。典型的电路如下⬇️

结构1

结构2

使用PMOS构建有个好处可以不用自举，若是使用NMOS构建则需要自举电路对MOS的GS提供一些偏置，PMOS的缺点是比较难买，我知道的型号apm4953可能主要用在液晶电视上面，可能是学修电视机的课上遇到的，时间过于久远已经忘记。

在上面的电路中，当下面的NMOS闭合的时候VIN=VOUT当NMOS断开以后，VOUT将被切断。

PMOS就是GS是负的电压时候导通，查的手册如下⬇️

看到在VGS等于-10V时候此时他的rdson最大约为60mR，我们在查看下图，也是在40～60mR之间

这个东西对于负载开关就如同不同电流下LDO的Drop一样。越小他的DROP越小，可以参考之前写的LD50x的仿真教程。

 

回到正题，使用PMOS架构1和PMOS架构2看起来区别不大，为什么要多加个电容，

咱们先来看架构1，以下是架构1负载开关的仿真图，可以看到负载开关1在打开的瞬间电流是非常大的，尤其在容性负载的场合将会造成超级大的电流导致mos管烧管

使用架构2时候，可以看到因为在gd上添加了电容，导致gs的变化速度减慢，有效的防止了负载电流突变导致mos管瞬间承受过高的电流应力，对mos管比较友好。

但无论是架构1还是架构2都没有办法做到过流保护，因为其真的太简单了，无法做到任意限流或者过流保护，于是乎我在这里推荐CSA23,详情如下所示⬇️

之前我们是写过CSA23的行为模型的，所以我们直接用csa23的行为模型去构建任意过流保护电路。

限流150mA左右，测试效果如下图。

下面是开放限流的效果

仿真代码如下：

* C:\Users\asa0016\Documents\LTspiceXVII\lib\sym\AutoGenerated\Draft9.asc M1 N005 VGate IN IN AO6407 R1 IN VGate 100k M2 N008 N007 0 0 Si7336ADP V1 VCC 0 15 Rser=0.1 R2 OUT 0 10 V2 N007 0 PULSE(0 10 1m 1u 1u 20m 100m) C1 OUT 0 10?R3 VGate N008 1k C2 N005 VGate 0.2?XU1 N005 OUT N006 0 0 CSA23 R4 N005 OUT 2m XU2 N004 N001 VCC VEE N003 LT1001 R5 N001 N002 2k C3 VGate N001 10n V3 0 VEE 15 Rser=0.1 V4 N002 0 1 R6 N004 N006 10k D1 N003 VGate 1N4148 V5 IN 0 5 Rser=0.1 .model D D .lib C:\Users\asa0016\Documents\LTspiceXVII\lib\cmp\standard.dio .model NMOS NMOS .model PMOS PMOS .lib C:\Users\asa0016\Documents\LTspiceXVII\lib\cmp\standard.mos .tran 80m .lib D:\LIB\csa2302.lib .lib LTC.lib .backanno .end

 

参考文档：

Analogysemi csa2302，ld50x，

ti slva716a integrated load switches versus discrete mosfets

mosfet datasheet apm4953

xuyuntong 公众号 LTspice仿真合集

bigbat

好像大功率的MOS还基本上都是NMOS，真是PMOS不多见

xutong

bigbat 发表于 2022-8-6 11:14 好像大功率的MOS还基本上都是NMOS，真是PMOS不多见

是的，pmos用的不是特别多，一般ldo里面才pmos

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2022-11-28 16:39 上传

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