在知道用電之前，人們用蠟燭照明。這在過去是常用的能在黑暗中視物的照明方式，但燈泡的發明顯然是更好的解決方案。

像蠟燭一樣，功率MOSFET（功率場效應晶體管）是切換負載最常見的方式，其四周圍繞著眾多分立電阻器與電容器（以及用于控制功率MOSFET的雙極結型晶體管（BJT）/第二個場效應晶體管）圍繞的功率MOSFET）。但在多數情況下，使用全面集成的負載開關具有更顯著的優點。

系統中的負載開關在哪里

一個典型系統包括一個電源和多個負載，需要各種不同的負載電流，如Bluetooth?、Wi-Fi或處理器軌。多數情況下，系統必須獨立控制哪些負載開啟，何時開啟，以什么速度開啟。利用分立MOSFET電路或集成負載開關便能完成這種功率切換，如圖1所示。

圖1：從電源切換到多個負載

分立MOSFET電路包含多個組件來控制分立功率MOSFET的導通與關斷。這些電路可通過來自微控制器的通用輸入/輸出（GPIO）信號來進行開啟或關閉。此類電路可參見圖2所示。

圖2：P信道MOSFET（PMOS）分立電路

也可以使用負載開關來打開或關閉電源軌和相應負載之間的連接。這些集成器件在其對應的分立電路上有一些益處。圖3所示為負載開關電路。

圖3：典型負載開關電路

尺寸優勢

使用負載開關作為解決方案的一個優點在于組件數量和尺寸的縮減。負載開關的設計將組件整合成包，甚至比MOSFET自身還小。圖4對PMOS方案和等效的負載開關進行了尺寸上的對比。負載開關更小的尺寸使其即使面對最受空間限制的應用也非常適合。

圖4：TPS22965與等效分立方案尺寸對比

特色優勢

負載開關中還集成了在分立電路中沒有的一些特色功能。在分立方案中加入反向電流阻隔需要一個額外的MOSFET作背靠背的配置，這將直接增加一倍的尺寸。TPS22910A和TPS22963C就是德州儀器兩個已內置此項功能的負載開關組合的例子。

快速輸出放電（QOD）是德州儀器負載開關的一項標準功能，可在開關處于關閉狀態時將輸出電壓（V_OUT ）通過內部通路釋放至接地。圖5為該功能示意圖。

圖5：QOD說明

QOD在輸出側提供一個已知狀態，并確保所有負載已被釋放且都被關閉。

TPS22953和TPS22954具有發送“電源正常”信號的功能，當V_OUT負載達到其終值的90%時即發出該信號。該信號流入下游模塊使能引腳，從而使這些模塊在電壓軌通電后開啟。“電源正常”信號的功能也可用于電源排序，開啟一個負載開關將會有多個電源軌以特定順序出現。

毫不夸張地說，燈泡的發明使人們在黑暗中視物變得容易，而集成負載開關完成緊湊與低功耗電路設計的挑戰正如燈泡的發明一樣意義非凡。那么，是時候吹滅蠟燭，并用集成負載開關點亮你功率切換設計這盞明燈了。

更多資源

• 點擊德州電器WEBENCH?工具模擬各種應用中負載開關的性能，或訪問負載開關SPICE模型。

• 如欲了解更多相關信息，請下載以下應用說明：

• “集成負載開關與分立MOSFET”

• “管理勵磁涌流”

• “負載開關：負載開關是什么，為什么你需要它們，如何選擇正確的負載開關？”

• 訪問以下關于負載開關的博客以了解更多相關信息：

• “什么是負載開關？”

• “如何利用負載開關節省電力”

• “時間控制對負載開關來說就是一切！”

原文鏈接：https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2016/02/03/when-to-use-load-switches-in-place-of-discrete-mosfets