Что такое ИС переключателя нагрузки?

Что такое ИС переключателя нагрузки?

ИС переключателя нагрузки представляет собой интегральную схему, которая объединяет функцию управления МОП-транзистором и полевым транзистором с низким сопротивлением для включения и выключения источника питания с функцией вывода различных функций защиты и ненормальных условий на внешнюю ИС.

Использование ИС переключателя нагрузки позволяет сократить количество компонентов по сравнению с той же функциональностью, достигаемой путем объединения отдельных электронных компонентов, что позволяет экономить место.

Применение ИС переключателя нагрузки

ИС переключателя нагрузки используются в цепях питания электронных устройств. Поскольку большинство ИС переключателя нагрузки имеют номинальный ток от 0,5 А до 5 А, они часто используются в информационном и коммуникационном оборудовании, таком как ПК, периферийные устройства ПК и мобильные устройства, а не в промышленном оборудовании, которое управляет двигателями, соленоидами и т. п.

Поскольку они оснащены различными функциями защиты, они подходят для приложений, требующих защиты периферийных цепей и жгутов в случае короткого замыкания нагрузки или аномального тепловыделения полевого транзистора, или для приложений, где подключенные устройства, такие как USB, могут быть вставлены при включенном питании.

Принцип работы ИС переключателя нагрузки

1. Подача питания на нагрузку

ИС переключателя нагрузки используют внутренний P-канальный FET или N-канальный FET для включения или выключения питания нагрузки. Схема управления FET внутри ИС переключателя нагрузки управляет напряжением затвора FET и изменяет сопротивление между стоком и истоком FET, тем самым реализуя функцию ВКЛ/ВЫКЛ питания нагрузки.

2. Защита от перегрузки по току

Когда выходной ток от ИС переключателя нагрузки превышает указанное значение, питание нагрузки отключается. ИС переключателя нагрузки может быть защищена, когда выходной вывод ИС переключателя нагрузки закорочен на GND или когда ток течет к нагрузке.

Например, если ток перегрузки поступает на FET для привода нагрузки, ток перегрузки будет продолжать течь на FET, если нет функции защиты от перегрузки по току. В результате FET может выйти из строя или может быть нарушена проводка. Однако при защите от перегрузки по току питание нагрузки отключается, поэтому FET не выйдет из строя или проводка не будет нарушена.

3. Защита от перегрева

Когда температура полупроводникового перехода внутри ИС переключателя нагрузки превышает указанную температуру, питание нагрузки отключается. ИС переключателя нагрузки может быть защищена, когда внешняя среда генерирует аномальное тепло или когда ток нагрузки выше ожидаемого.

Например, если нагрузка выходит из строя и на полевой транзистор поступает ток, больший ожидаемого, полевой транзистор продолжит генерировать тепло и выйдет из строя, если функция защиты от перегрева не предусмотрена. С другой стороны, при защите от перегрева питание нагрузки отключается, и полевой транзистор не выйдет из строя.

4. Защита от низкого напряжения

Если входное напряжение питания на ИС переключателя нагрузки падает ниже указанного значения, ИС переключателя нагрузки отключается. Если входное напряжение питания на ИС переключателя нагрузки падает ниже указанного уровня, питание нагрузки отключается. Эта функция предотвращает сбои в работе нагрузки при падении напряжения питания из-за отказа цепи питания.

Например, если цепь питания выходит из строя и напряжение питания становится ниже гарантированного рабочего напряжения, нагрузка выйдет из строя, поскольку питание нагрузки будет продолжать быть включенным без функции защиты от низкого напряжения. С другой стороны, с функцией защиты от низкого напряжения питание нагрузки отключается, и нагрузка не выйдет из строя.

Другая информация о ИС переключателя нагрузки

Клеммы ИС переключателя нагрузки

Типичные контакты ИС переключателя нагрузки — VCC, GND, EN, FLG и VOUT.

1. Вывод VCC
   Вывод VCC является входным выводом источника питания ИС переключателя нагрузки. Линия источника питания, которая должна быть подана на нагрузку, подключается к этому выводу, а керамический конденсатор для обхода подключается между выводами VCC и GND. Керамический конденсатор для обхода должен быть расположен близко к выводу, чтобы быть эффективным.
2. Вывод VOUT
   Вывод VOUT является выходным выводом источника питания и подключен к линии питания нагрузки. Поскольку паразитный диод MOSFET в ИС переключателя нагрузки отключен, нет обратного тока от VOUT к VCC.
3. Вывод EN
   Вывод EN является входным выводом, который управляет выходом источника питания контакта переключателя нагрузки ВКЛ/ВЫКЛ. Подключение вывода EN к выходному порту микроконтроллера позволяет управлять источником питания нагрузки.
   Поскольку уровень логики и напряжения вывода EN изменяется в зависимости от ИС переключателя нагрузки, проверьте техническое описание и подключите соответствующую логику и напряжение.
4. Вывод FLG
   Вывод FLG является выходным выводом, который указывает на состояние ИС переключателя нагрузки. Напряжение на выводе FLG изменяется, когда ИС переключателя нагрузки находится в нормальном или ненормальном состоянии.
   Подключив вывод FLG к входному порту микроконтроллера, можно контролировать состояние ИС переключателя нагрузки. Обычно, поскольку вывод FLG представляет собой выход с открытым стоком, подключите внешний подтягивающий резистор и оставьте вывод неподключенным, когда вывод FLG не используется.