随着移动设备等电子产品技术升级,产品迭代,电子产品在追求功能越来越强大的同时对性能的要求也越来越高,这致使电子设备上使用的IC数量和单元电路在不断增加,所以增加产品续航能力成为迫切需要,延长续航可从电池容量、电池寿命方面入手,也可从降低功耗方面入手,今天主要介绍下Toshiba MOSFET 栅极驱动IC。
移动电子设备和其它电子设备中包含各种类型的开关,例如用于电池充电和放电的电源开关,电源管理IC动态关闭非活动区块以节省电量的负载开关。
负载开关是电源线的高边导通、关断开关,MOSFET栅极驱动IC 也是一种负载开关
负载开关的要求:1.降低损耗 减少开关电路的功率损耗和产生的热量
2.缩小尺寸 减小半导体器件的尺寸和标贴面积
3.保护功能 保护半导体器件免受过流、短路、过压等情况的影响
无线耳机、血糖仪、血压计、物联网传感器、相机、智能手机、笔记本电脑等应用都集成负载开关。
负载开关示例:
充电/放电电路:大电流、低功耗、低发热
两个电源之间的多路复用:当从一个电源切换到另一个电源时,需使用负载开关的反向电流阻断功能。
MOSFET栅极驱动IC是一种提供特定功能而设计的负载开关IC。它们与N沟道MOSFET结合使用,可实现小尺寸和低损耗的电源线。东芝可提供多种过电压锁定功能。
东芝MOSFET栅极驱动IC特点:
1.超小型封装
1.2mm*0.8mm,厚度0.55mm TCK40XG系列、1.2mm*0.8mm,厚度0.35mm TCK42XG系列
2。高的最大输入电压和宽的输入工作电压范围
Vinmax=40V,Vopr=2.7V-28V
3.稳定的输出栅极电压 Vgate
Vgate (10V/5.6V):在整个工作温度范围内栅极电压变化较小
4.低静态电流
待机电流0.9µA(最大值),@12V(TCK42XG)
[注1]:上图来自Toshiba官网
下面是TCK42XG系列共漏极连接示例图
【注2】:上图来自Toshiba官网
特性:能驱动采用共漏极配置的外部MOSFET、Vin最大40V\欠压锁定、双MOSFET栅极保护、低待机电流、超小型封装
问1:如何将MOSFET栅极驱动IC应用于负载开关电路?
答:MOSFET栅极驱动IC 结合外围的MOSFET形成整个负载开关电路
问2:过压欠压保护的原理是什么?
答:当输入电压VIN超过过压锁定上升阈值VOVL_RI时,过压锁定功能会禁用负载开关IC的输出,已保护输出端的电路,欠压保护:当负载开关ic的输入电压低于内部阈值时,欠压锁定功能会关闭其输出,确保系统稳定性
问3:在切换不同的负载是会不会造成供电电压的抖动?
答:IC内部集成电荷泵以及转换速率控制驱动电路,可以保证输出电压的稳定性
问4:驱动IC的热关断和IC的热关断是否有直接关系?
答:如果散热不良。会导致热量无法及时散出,温度不断升高而引发热关断
问5:负载开关在设计时需要注意哪些参数?
答:Ron、静态电流、附带的功能、封装尺寸、输入电压范围等
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