電流監視を使用してより効率的なロード スイッチ回路を設計する方法

最新のポータブル電子機器には、コンパクトで効率的で、敏感な負荷を保護できる電源管理ソリューションが必要です。ラップトップ、タブレット、SSD、その他のポータブル デバイスなどのアプリケーションでは、負荷スイッチ回路は電力損失、突入電流、障害関連の損傷を軽減しながら、制御された配電を提供できます。

高負荷電流と正確な電流監視を必要とするアプリケーション向けに、ETEK は、低 RDS(ON)、調整可能なソフトスタート、電流監視、統合保護機能を備えた 5.5V、7A 負荷スイッチである ET3587 を発売します。

ロードスイッチ回路設計を理解する

負荷スイッチ回路は、電源と下流の負荷の間の接続を制御するために使用されます。すべての回路に電力を継続的に供給する代わりに、負荷スイッチを使用すると、システム コントローラーは必要に応じて個々の電源レールをオンまたはオフにすることができます。

一般的なロード スイッチ回路は、次のいくつかの目的を達成するのに役立ちます。

– 下流回路への電力供給を制御

– 待機電力の削減

– 起動時の突入電流を制限する

– 過電流および短絡状態から負荷を保護します。

– 不要な負荷を切断してシステム効率を向上させます

コンパクトな電子機器の場合、スイッチング トランジスタと保護機能を 1 つの IC に統合することで、PCB 面積を削減し、全体的な電源アーキテクチャを簡素化することもできます。

大電流ロードスイッチ回路設計における主な課題

大電流負荷スイッチ回路を設計する場合、エンジニアはいくつかの要件のバランスを取る必要があります。

まず、電源スイッチのオン抵抗は十分に低い必要があります。 RDS(ON) が高いと伝導損失が増加し、望ましくない電圧降下や発熱が発生する可能性があります。

第 2 に、大きな容量性負荷のスイッチをオンにすると、大量の突入電流が発生する可能性があります。適切に制御しないと、この過渡電流によって電圧低下が引き起こされたり、システム内の他の場所で保護機構が作動したりする可能性があります。

最後に、実用的なロード スイッチ回路は、異常な動作状態を検出できなければなりません。過電流、短絡、過度の接合部温度はすべてシステムの信頼性に影響を与える可能性があります。

これらの要件は、PCB スペースと熱バジェットが限られているポータブル製品では特に重要になります。

ET3587: 電流監視機能付き 7A ロード スイッチ

ET3587 には、標準負荷電流能力 7A の低抵抗 MOSFET が統合されています。 0.5V～5.5Vの入力電圧範囲をサポートしているため、幅広い低電圧電源レールに適しています。

その主な利点の 1 つは、統合された電流監視機能です。電流監視ゲインはさまざまなアプリケーション要件に合わせて調整でき、監視精度は最大 5% の誤差を達成できます。

これにより、システム設計者は別個の電流検出回路を追加することなく負荷電流情報を取得できるため、電源アーキテクチャが簡素化され、外部部品が削減される可能性があります。

ソフトスタートで突入電流を制御

従来のロードスイッチ回路では、大きな出力容量を電源に突然接続すると、大きな突入電流が発生する可能性があります。

ET3587 は、調整可能なソフトスタート機能を通じてこの問題に対処します。出力電圧の立ち上がり時間を制御することで、デバイスは上流の電源と下流のコンポーネントに対する起動電流の影響を軽減できます。

ソフトスタートの立ち上がりエッジの傾きはアプリケーション要件に応じて調整できるため、さまざまな電源レールを設計する際の柔軟性が高まります。

信頼性の高い配電のための統合保護

高電流負荷スイッチ回路を実装する場合、電源保護も重要な考慮事項です。

ET3587 には、次のような複数の保護機能が統合されています。

– 過電流保護 (OCP)

– 短絡応答保護

– サーマルシャットダウン

– 出力放電

– パワーグッドプッシュプル割り込み表示

短絡保護応答は 200 ns 未満であり、デバイスが深刻な障害状態に迅速に反応するのに役立ちます。

出力放電機能は、ロード スイッチが無効になっているときにダウンストリーム出力を放電するのにも役立ちます。これは、出力レールを定義された低電圧状態に戻す必要があるシステムで役立ちます。

スペースに制約のある設計向けのコンパクトな QFN12 パッケージ

ラップトップ、タブレット、その他のポータブル電子機器では、PCB スペースがますます制限されています。 ET3587 は、わずか 2mm × 2mm のコンパクトな QFN12 パッケージを使用しており、エンジニアが高電流パワー スイッチング機能をスペースに制約のある設計に統合するのに役立ちます。

統合された 10mΩ 低抵抗 FET、7A 負荷容量、電流監視、ソフトスタート制御、および保護機能を組み合わせることで、ET3587 は大電流配電用のコンパクトなソリューションを提供します。

ET3587 ロードスイッチ回路のアプリケーション

ET3587 は、制御された大電流の電力供給と監視が必要な次のようなアプリケーションに検討できます。

– ラップトップおよびノー​​トブックの電源管理

– タブレット電源システム

– ポータブル電子機器

– 高電流パワーレール

– 周辺機器の電力分配

– 小型家電製品

高効率のロード スイッチ回路を開発するエンジニアにとって、スイッチング、電流監視、ソフトスタート、保護を 1 つのデバイスに統合すると、PCB スペースと外部コンポーネント要件を削減しながらシステム設計を簡素化できます。

結論

適切に設計されたロード スイッチ回路には、単に電源レールをオン/オフする以上の機能が必要です。低導通損失、制御された起動、電流監視、短絡保護、コンパクトなパッケージングは​​すべて、最終システムの効率と信頼性に影響を与える可能性があります。

0.5V～5.5Vの入力動作、7Aの負荷容量、10mΩ RDS(ON)、調整可能なソフトスタート、電流モニタリング、統合された保護機能を備えたETEK ET3587は、最新の大電流ポータブル電子機器にコンパクトなソリューションを提供します。

詳細な電気仕様、ピンの定義、機能ブロック図、およびアプリケーション情報については、エンジニアは以下を参照してください。 ET3587 製品ページとデータシート ETEKで。

リクエストサンプル: https://www.etekmicro.com/sample