负载开关FPF2108

概述：FPF2108系列电路是飞兆半导体公司推出的一种负载开关，应用于负载管理，在碰到非正常的大电流情况时，负载开关可对系统及负载提供全面地安全保护。

一、什么是负载开关负载？

    开关是一种接在电源与负载(或负载电路)之间的电子开关,示意图如图1所示。这种电子开关的通、断由逻辑电平(0、1)来控制。

当在控制端加一个使负载开关接通的逻辑电平(如高电平1)时，负载开关接通，电源给负载或负载电路供电；当负载开关控制端加一个低电平时,负载开关关断，负载或负载电路失电。从图1看，负载开关的工作原理与模拟开关十分相似，但不同的是模拟开关是控制电信号的通断，而负载开关是控制电源的通断，它是个功率器件，通过负载开关的电流可达几百毫安，甚至几安培。

　　负载开关主要由功率MOSFET组成，其基本结构如图2-a所示。P沟道功率MOSFET作开关，小功率N沟造MOSFET作控制。当控制端加上高电平，给N管加了VGs电压，N管导通，
N管的ID由电源VCC经R、N管的D极、S极到地，如图2-b所示。N管导适时)当R值较大时,R上的电压降接近电源电压Vcc，则N管的Vds≈OV，P管的–VGs≈Vcc，则P管导通，负载Rl得电。由于P管的导通电阻很小，因此开关损耗较小，如果在控制端加低电平，则N管的Vgs
一般大于1V)，N管截止。此时，P管的S极及G极同电位，即-Vgs=OV，P管截止，开关断开，负载RL失电。这就是负载开关的基本工作原理。

　　先进的负载开关FPF2108系列电路除了图2中的功能外，还有电流限制电路(限制输入负载的最大电流)、过热保护电路，当负载开关出现故障(过流、输入低电压、过热)时，FLAGB端输出故障信号(低电平有效)，可以有效地保护系统及负载电路。FPF2108系列电路的结构框图如图3所示。

二、什么是负载管理

    负载管理是一种节能措施，应用于多功能电子产品或复杂的电子产品中。这里所指的负载是负载电路，
如发送电路、接收电路等。例如一个具有收音机、录音机及放音机的多功能装置，它由收音机电路、录音电路及收音机和放音机公用的音频放大电路等组成，如图4所示(负载1表示收音机接收电路、负载2表示录音机电路，负载3表示公用音频放大电路)。如果仅用录音带放音，则收音机接收电路部分及录音机录音部分电路可不工作，这样可省电，这一点对用电池供电的便携式电子产品是很重要的。图5就是采用微控制器来控制负载开关(SW1、SW2…SWN)组成负载管理电路。根据产品的应用情况，由微控制器来控制一部分电路工作)另一部分电路不工作，
达到节能的目的。

　　目前有不少消费类产品(如PDA、蜂窝电话、卫星导航系统、MP3播放机、数码相机等)采用了FPF2108系列负开关组成负载管理电路。

三、FPF2108系列负载开关

    该系列有I=PF2108、FPF2109、FPF2110三种型号。其区别是电流限制的大小、电流限制的消除时间及控制开关的电平，具体参数如表1所示。

四、引脚排列及功能

FPF2108系列的引脚排列如图6所示

各引脚功能如表2所示。

    主要参数FPF2108系列主要参数：输入电压范围1.8~5.5V；静态电流95μA(Vin=1.8~3.3V)、110UA(Vin=3.3~5.5V)；关闭负载开关时耗电小于2μA；负载开关内的开关管的导通电阻Rds(on)为l50mΩ(典型值)；控制负载开关(on)导通的高电平大于0.75V(Vin=1.8V)和大于1.3V(Vin=5.5V)；关断负载开关的低电平小子0.5V(vin=1.8V)和小于1.3V(Vin=5.5V)；FLAGE端输出低电平为0.1V(Vin=5V)和0.15V(Vin=1.8V)；FPF2109的电流限制LliM最小值为200mA，最大值为400mA；FPF2108、FPF2110的电流限制LliM最小值为400mA，最大值为800mA；欠压锁存阀值电压为1.6V(典型值)。

表1

表2

五、典型应用电路

    FPF2108系列负载开关可以单独应用，也可以多个负载开关组成负载管理系统。单个负载开关的应用电路如图7所示。

　图7中，Cin、Cout是输入及输出电容器，Cin一般采用0.1μF到1μF的多层陶瓷电容器，Cout一般采用0.1μF多层陶瓷电容器。Rpu是上拉电阻，可在47k到lO0k之间选取。