在之前的課程里，我們已經(jīng)了解了負(fù)載開關(guān)IC的一些實(shí)用功能，這些知識(shí)為我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用負(fù)載開關(guān)IC提供了思路。今天，芝子將帶著大家更進(jìn)一步，詳細(xì)探討負(fù)載開關(guān)IC的具體功能操作！

過流保護(hù)操作

電子系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)遇到一些突發(fā)狀況，如連接VOUT引腳的負(fù)載與GND短路。當(dāng)輸出電壓（VOUT）下降導(dǎo)致電流過大時(shí)，負(fù)載開關(guān)IC的過流保護(hù)功能會(huì)觸發(fā)限流電路，將輸出電流限制在設(shè)定的輸出限制電流（ICL）電平，有效避免電流過大對(duì)系統(tǒng)造成損害。

如果VOUT進(jìn)一步下降，負(fù)載開關(guān)IC會(huì)執(zhí)行一種稱為“折返”的電流限制。當(dāng)電流高于內(nèi)部閾值時(shí)，隨著VOUT降低，折返功能可降低輸出電流（IOUT）。即便輸出電壓降為零，短路電流（ISC）也會(huì)按照內(nèi)部的設(shè)置電平繼續(xù)流動(dòng)，為系統(tǒng)提供最后一道保護(hù)屏障。而過流故障條件消失后，負(fù)載開關(guān)IC會(huì)自動(dòng)從保護(hù)狀態(tài)中恢復(fù)，讓輸出電壓重回正常電平。

圖1. 過流保護(hù)操作

熱關(guān)斷操作

當(dāng)環(huán)境溫度過高導(dǎo)致功耗過大或結(jié)溫超過閾值時(shí)，熱關(guān)斷（TSD）功能會(huì)果斷關(guān)閉負(fù)載開關(guān)IC，以保護(hù)自身及其系統(tǒng)。當(dāng)TSD發(fā)生跳閘時(shí)，由于功耗降低，結(jié)溫會(huì)隨之下降；而當(dāng)溫度下降到一定程度時(shí)，負(fù)載開關(guān)IC就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通。

不過，如TSD跳閘的原因沒有消除，結(jié)溫會(huì)再次回升，導(dǎo)致負(fù)載開關(guān)IC進(jìn)入“關(guān)斷→結(jié)溫下降→導(dǎo)通→結(jié)溫升高”的循環(huán)。這對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性極為不利，可能降低負(fù)載開關(guān)IC可靠性。因此，我們必須為系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善的故障安全機(jī)制，防止熱關(guān)斷情況頻繁發(fā)生。

圖2. 熱關(guān)斷操作

降低浪涌電流操作

限流功能可通過控制轉(zhuǎn)換速率來有效降低浪涌電流。負(fù)載開關(guān)IC導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓瞬間增大，出現(xiàn)的過沖會(huì)超過負(fù)載IC或電路額定電壓。同時(shí)，大浪涌電流會(huì)流入負(fù)載開關(guān)IC，對(duì)連接VOUT引腳的輸出濾波電容器充電。如果VIN引腳連接的是大阻抗的電路板跡線，輸入電壓可能因浪涌電流在跡線阻抗上產(chǎn)生壓降而下降，導(dǎo)致負(fù)載開關(guān)IC無法提供正常的輸出電壓電平。

東芝具有浪涌電流限流功能的負(fù)載開關(guān)IC可在導(dǎo)通后緩慢升高輸出電流，以限制浪涌電流，有效抑制輸出電壓過沖和輸入電壓降，大大提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

圖3. 沒有和有浪涌電流限制功能的負(fù)載開關(guān)IC

自動(dòng)放電操作

在多個(gè)IC和電路組成的電子系統(tǒng)中，需要為IC和電路設(shè)置供電時(shí)序，以保證系統(tǒng)正常工作。當(dāng)負(fù)載開關(guān)IC關(guān)閉時(shí)，自動(dòng)放電功能通過連接VOUT與GND引腳之間的內(nèi)部N溝道MOSFET對(duì)濾波電容器快速放電，以利于供電時(shí)序設(shè)置，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

圖4. 自動(dòng)放電操作

欠壓鎖定（UVLO）

當(dāng)負(fù)載開關(guān)IC輸入電壓低于內(nèi)部閾值時(shí)，欠壓鎖定（UVLO）功能會(huì)及時(shí)關(guān)閉其輸出，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。欠壓鎖定具有滯后性，當(dāng)輸入電壓回升至恢復(fù)閾值以上時(shí)，輸出會(huì)自動(dòng)重新導(dǎo)通。

圖5. 欠壓鎖定（UVLO）操作

反向電流保護(hù)操作

當(dāng)輸出電壓（VOUT）大于輸入電壓（VIN）時(shí)，反向電流會(huì)阻斷從VOUT引腳反向流向VIN引腳的電流。東芝負(fù)載開關(guān)IC有兩種反向電流阻斷電路：

一是僅當(dāng)負(fù)載開關(guān)IC關(guān)斷時(shí)激活反向電流阻斷。當(dāng)MOS傳輸晶體管關(guān)斷時(shí)，VIN低于VOUT，從而防止反向電流從VOUT引腳流向VIN引腳；而當(dāng)MOS傳輸晶體管導(dǎo)通時(shí)，反向電流阻斷會(huì)被禁用。

二是真正的反向電流阻斷。無論MOS傳輸晶體管導(dǎo)通還是關(guān)斷，這一功能都可防止反向電流從VOUT引腳流向VIN引腳。

圖6. 反向電流保護(hù)操作

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