连接和断开电源电压线的分步方法和解决方案

本文讨论电路设计人员必须打开和关闭电源的选项 电子系统中的线路。虽然这项任务听起来微不足道，但有很多事情 以考虑成功实施。

在某些电气系统中，断开电源线是必要的。这可能会 以切断电池电压以保持电池电量的形式，或 例如，将负载与带电线路分开。理想情况下，机械开关是 用于此。但是，如果切换应通过电信号进行，则 电子开关通常更合适。这样的电子开关可以是 采用 MOSFET 作为开关元件构建。除了纯粹离散的 带有 MOSFET 的解决方案，可提供多种半导体 IC，轻松 电子开关的实现

图1.LTC7003 利用一个 N 沟道 MOSFET 和一个单独的驱动器电路切换一条电源线。

首先，必须决定开关元件是否应该 是 N 沟道或 P 沟道 MOSFET。两者都可能合适。与 P 沟道 MOSFET，即 N 沟道 MOSFET 具有较低的电阻，因此较低 在ON状态下的损失。缺点在于N沟道的驱动 场效应管。这里需要比可用电源线电压更高的电压 为大门。因此，驱动IC必须包含某种电荷泵。 P 沟道 MOSFET 不需要这种类型的电压增加。然而 N沟道MOSFET种类繁多。

在下一步中，在具有电源开关和 驱动器采用单个外壳，或使用双芯片解决方案，驱动器电路 一个单独的 IC 和第二个外壳中的相应 MOSFET。已经 驱动器电路开关的优化选择有利于 集成在一个包中。交换机通常通过此得到很好的保护 因此在运行过程中不会过载。这样的缺点 集成解决方案包括市场上更小的产品和更高的成本。

在第三步中，必须决定单个MOSFET是否 足以用于机械开关。MOSFET 始终包含一个体二极管。 因此，它只能在一个方向上切换电流。如果应用程序需要 一条线被完全中断，使电流不能向任一方向流动，a 需要两个方向串联的MOSFET的解决方案。 图2显示了这种开关级布置。

图2.一种电路，其中两个 N 沟道 MOSFET 背靠背可以防止电流双向流动。

最后，适当的集成电路，即MOSFET的驱动器， 或者必须选择带有MOSFET和驱动器的封装。此步骤 听起来微不足道，但相当乏味。经常需要负载开关。通常， 但是，这里没有大型产品。热插拔控制器、电熔断器、 浪涌保护器、理想二极管和电源路径控制器可用于许多 案例取决于应用和附加监控功能 必填。在大多数这些设备中，都有一个开/关引脚允许流动 必要时中断的电流。使用LTspice仿真工具 从ADI公司可以检查 解决方案符合规范。®

图3.采用 LTC4414 低损耗 PowerPath 的 LTspice 仿真™控制器作为负载开关。

电源电压的断开可能会变得复杂，具体取决于 应用。带有开/关控制引脚的特殊MOS驱动器IC使它成为 设计更简单。

审核编辑：郭婷