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作者: Alexander Gronbach 由于物聯(lián)網(wǎng)的革命性突破，越來越多的器件可通過Wi-Fi和Bluetooth連接至云端。負載開關(guān)的用途通常是在智能手機處于待機模式時禁用無線，或是應用在其它高能耗子系統(tǒng)中來節(jié)約能耗，使器件的總功耗降低，從而使電池能夠更長時間的供電。 負載開關(guān)的工作方式 可以將負載開關(guān)想象成一個電子燈開關(guān)，用途是打開和關(guān)閉負載。基本負載開關(guān)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(guān)中的功能。把負載開關(guān)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(guān)時，沒有從VIN流向VOUT的電流，并且所有下游器件也被關(guān)閉。負載開關(guān)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(guān)方框圖 你到底節(jié)省了多少電能？ 一個真實使用環(huán)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(guān)來比較使用負載開關(guān)和不使用負載開關(guān)時的省電情況。在沒有負載開關(guān)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(shù)據(jù)表中，ISD（關(guān)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(tài)電流相混淆，IQ是負載開關(guān)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(guān)時待機功耗的比較 現(xiàn)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(xiàn)在可以將能耗降低500倍！通過節(jié)約能耗，用戶可以通過使用更小的電池來縮小終端設(shè)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(guān)適合你？ 選擇負載開關(guān)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(guān)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(guān)可供選擇；此系列產(chǎn)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(guān)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(guān)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(guān)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(shù)處于領(lǐng)先的5.5V WCSP-4負載開關(guān)VIN上的RON比較 |
