發布日期：2022-04-27 點擊率：50
【導讀】本文詳述了如何利用負載開關節省能耗的問題。由于當今物聯網革命的席卷，大多數器件都可通過無線WiFi和藍牙連接云端。負載開關被應用于智能手機中，待機時禁用無線，在高能耗系統中節省能耗，從而降低器件的總功耗，增加續航能力。
負載開關的工作方式
可以將負載開關想象成一個電子燈開關，用途是打開和關閉負載。基本負載開關只有四個引腳：VIN，VOUT，ON和GND。圖1顯示的是更加復雜負載開關中的功能。把負載開關接通，即通過將ON置為高電平會使電流從VIN流向VOUT。但斷開開關時，沒有從VIN流向VOUT的電流，并且所有下游器件也被關閉。負載開關的待機功耗有效地取代了VOUT上負載的待機功耗。
圖1：普通負載開關方框圖
你到底節省了多少電能？
一個真實使用環境中的示例：我們假定有一個睡眠模式時的流耗為5μA的WiFi或Bluetooth射頻電路。我將使用TPS22915負載開關來比較使用負載開關和不使用負載開關時的省電情況。在沒有負載開關時，射頻處于待機或睡眠模式時的功耗大約為5μA，與上文提到的一樣。在TPS22915的數據表中，ISD（關斷電流）的典型值為0.5μA。不要將它與額定值為7.7μA的IQ或靜態電流相混淆，IQ是負載開關的有源功耗。通過增加TPS22915（圖2），耗電量減少了10倍！
圖2：使用和不使用負載開關時待機功耗的比較
現在我們假定我們的Wi-Fi芯片性能有所降低，并且在待機或睡眠模式時流耗接近250μA。那么添加TPS22915現在可以將能耗降低500倍！通過節約能耗，用戶可以通過使用更小的電池來縮小終端設備的尺寸，或者延長兩次充電間的待機時間。
哪一款負載開關適合你？
選擇負載開關時，需要確保它具有針對你的應用的正確額定值。尤其要注意最大電壓、最大電流以及導通電阻 (RON)。在確認負載開關具有正確的電壓和電流額定值后，需要決定可接受的功率損耗（V = IR壓降）。TI提供多種負載開關可供選擇；此系列產品中最新的一款器件是TPS22915。TPS22915具有38mΩ的RON典型值。對于1.5A負載，負載開關上的壓降為57mV (V=1.5A * 38mΩ)。將3.3V，1.5A施加在VIN上，VOUT的值為大約3.24V。
隨著負載電流增加，負載開關的RON變得越來越重要，這是因為壓降與電流成比例。這也是TPS22915在電壓為3.3V時的RON 比相似的負載開關低31%的重要性所在。在不使用TPS22915時，VOUT 的值將大約為3.21V，而不是3.24V。圖3中比較了VIN上的RON。
圖3：技術處于領先的5.5V WCSP-4負載開關VIN上的RON比較
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