大家好,我是钳工。相信大家对下面的高侧开关电路并不陌生,这个电路也可以说是经典中的经典,90%的工程师都应该是用过,就算是没用过也看过别人用过。这个电路实现的功能是控制电源是否提供给后级的负载,常用来作为低功耗,或者说是开关某些电机,加热丝等等。当MCU的IO处于高电平的时候,NPN三极管导通,PMOS的Vgs存在压差,从而PMOS导通,负载上电。当MCU的IO处于低电平的时候,NPN三极管截止,PMOS的Vgs压差为0V,此时PMOS截止,负载断电。
不过上述的这个常规使用的PMOS的负载开关是有缺点的,例如缓起需要自己去计算,没有限流功能,在电源过冲或者某些情况下会超过MOS管的SOA区,导致量产概率损毁。那么有没有集成的高侧负载开关芯片呢?当然是有的!本期要给大家分享的也是我经常用的一款高侧电源开关芯片,型号是MP5035,这款芯片是一个输入电压2.9~22V,电流50mA~2A,可配置限流值,可配置缓起动,过热保护功能,热插拔。下图是MP5035的典型应用图:
这个芯片使用起来其实也非常简单,从这个典型应用图来看,其实就是IO控制EN高低来控制负载电源是否供电。除此之外,MP5035还有另外两个管脚,DV/DT和Ilimit,这两个管脚其实看名字也就知道是什么意思了。
DV/DT的意思是单位时间内的电压变化量,通俗的讲就是缓起动。需要在DV/DT管脚连接一个电容,实现缓起动。如果浮空DV/DT管脚的话,那么其缓起动时间就是预设的2.5mS,斜率是2V/mS典型值。斜率可以通过DV/DT的管脚进行配置。
那么这个芯片内部是如何实现这些功能呢?官方的芯片也给了一个设计的框图,我们可以隔管窥豹。下图是MP5035手册中的芯片内部框图,可以看到他的这个DV/DT的控制逻辑是通过内置电流源给外部电容充电,然后将电容的电压阈值与内部电压源做比较,然后控制功率开关实现的。电流限制是通过内部的电流检测,然后通过镜像电流源做转换,然后再通过外部电阻器配置(不同的电阻就折算成不同的电压),然后这个电压也是与内部的电流保护电路的Vref做对比,然后给到内部的控制逻辑那里,控制逻辑实现最终的控制:
然后在手册的后面也有很详细的Layout注意事项,这个我感觉MPS做的还是挺不错的,注意事项说了5点,分别如下:
1.VIN和VOUT需要短,直,宽。这个是功率走线。
2.输入电容靠近VIN和GND管脚。
3.VIN和VOUT的铜皮需要尽量的大,以此减少热阻,增强散热。
4. ILIMIT的外置配置电阻需要靠近ILIMIT管脚。
5.DV/DT的配置电容也需要靠近DV/DT管脚。
总结:
MP5035这个芯片相对于普通的分立器件,集成度变高了(SOT23-6,),可以在一些更紧凑的应用上使用。并且其集成了过流限流,过热保护,缓起动,热插拔这些功能,这些也是分立器件不具备的。总而言之是挺推荐大家使用的,那么本期的分享也就到此结束了,感谢大家的阅读~。![]()






