负载开关IC的具体功能操作

在之前的课程里，我们已经了解了负载开关IC的一些实用功能，这些知识为我们在实际设计中运用负载开关IC提供了思路。今天，芝子将带着大家更进一步，详细探讨负载开关IC的具体功能操作！

过流保护操作

电子系统运行中会遇到一些突发状况，如连接VOUT引脚的负载与GND短路。当输出电压（VOUT）下降导致电流过大时，负载开关IC的过流保护功能会触发限流电路，将输出电流限制在设定的输出限制电流（ICL）电平，有效避免电流过大对系统造成损害。

如果VOUT进一步下降，负载开关IC会执行一种称为“折返”的电流限制。当电流高于内部阈值时，随着VOUT降低，折返功能可降低输出电流（IOUT）。即便输出电压降为零，短路电流（ISC）也会按照内部的设置电平继续流动，为系统提供最后一道保护屏障。而过流故障条件消失后，负载开关IC会自动从保护状态中恢复，让输出电压重回正常电平。

图1. 过流保护操作

热关断操作

当环境温度过高导致功耗过大或结温超过阈值时，热关断（TSD）功能会果断关闭负载开关IC，以保护自身及其系统。当TSD发生跳闸时，由于功耗降低，结温会随之下降；而当温度下降到一定程度时，负载开关IC就会自动恢复导通。

不过，如TSD跳闸的原因没有消除，结温会再次回升，导致负载开关IC进入“关断→结温下降→导通→结温升高”的循环。这对系统稳定性极为不利，可能降低负载开关IC可靠性。因此，我们必须为系统设计完善的故障安全机制，防止热关断情况频繁发生。

图2. 热关断操作

降低浪涌电流操作

限流功能可通过控制转换速率来有效降低浪涌电流。负载开关IC导通时，输出电压瞬间增大，出现的过冲会超过负载IC或电路额定电压。同时，大浪涌电流会流入负载开关IC，对连接VOUT引脚的输出滤波电容器充电。如果VIN引脚连接的是大阻抗的电路板迹线，输入电压可能因浪涌电流在迹线阻抗上产生压降而下降，导致负载开关IC无法提供正常的输出电压电平。

东芝具有浪涌电流限流功能的负载开关IC可在导通后缓慢升高输出电流，以限制浪涌电流，有效抑制输出电压过冲和输入电压降，大大提高系统稳定性。

图3. 没有和有浪涌电流限制功能的负载开关IC

自动放电操作

在多个IC和电路组成的电子系统中，需要为IC和电路设置供电时序，以保证系统正常工作。当负载开关IC关闭时，自动放电功能通过连接VOUT与GND引脚之间的内部N沟道MOSFET对滤波电容器快速放电，以利于供电时序设置，保障系统稳定运行。

图4. 自动放电操作

欠压锁定（UVLO）

当负载开关IC输入电压低于内部阈值时，欠压锁定（UVLO）功能会及时关闭其输出，确保系统稳定性。欠压锁定具有滞后性，当输入电压回升至恢复阈值以上时，输出会自动重新导通。

图5. 欠压锁定（UVLO）操作

反向电流保护操作

当输出电压（VOUT）大于输入电压（VIN）时，反向电流会阻断从VOUT引脚反向流向VIN引脚的电流。东芝负载开关IC有两种反向电流阻断电路：

一是仅当负载开关IC关断时激活反向电流阻断。当MOS传输晶体管关断时，VIN低于VOUT，从而防止反向电流从VOUT引脚流向VIN引脚；而当MOS传输晶体管导通时，反向电流阻断会被禁用。

二是真正的反向电流阻断。无论MOS传输晶体管导通还是关断，这一功能都可防止反向电流从VOUT引脚流向VIN引脚。

图6. 反向电流保护操作

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商，公司累积了半个多世纪的经验和创新，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。