简单电路断开负载

本应用笔记展示了外部功率MOSFET如何充当负载断开开关，并允许开关稳压器在重负载和低输入电压下启动。负载断开电路将单个NiMH电池输出升压至3.3V，并提供600mA输出电流。设计采用MAX1703升压DC-DC转换器。

在自举升压稳压器的输出端放置一个负载断开电路，使稳压器能够以远高于其他方式的负载电流启动（图 1）。在关断期间，断开将电池与负载完全隔离。该电路将单个镍氢电池输出升压至3.3V，并提供至600mA的输出电流。升压型稳压器非常适合便携式应用，因为它们具有高效率、低电源电流（工作电流为 120μA，停机模式为 20μA）和启动后的充足电流。然而，许多电池无法从低电源电压（例如单节电池）的最大负载开始。出现此问题是因为大多数低压CMOS升压稳压器从自己的输出获得功率，其等于V在启动时减去二极管压降。输入电压值较低，开关晶体管在启动时无法完全增强，因此晶体管具有高阻抗，从而限制了峰值电感电流。因此，电路无法产生足够的电流来同时为负载供电和为输出电容充电。

图1.增加几个晶体管使开关稳压器能够以满负载和低输入电压启动。

为了解决这个问题并确保可靠的启动，大多数稳压器IC都集成了欠压锁定（UVLO）。集成电路1例如，一个同步升压转换器，其自举操作在其输出电压超过2.3V的内部UVLO门限之前无法启动。您可以使用外部功率 MOSFET Q 来克服此启动限制1，用作负载断开开关，并使用内置于许多低压开关稳压器中的电源就绪 （POK） 比较器。R3和 R4将 POK 阈值设置为 2.5V，允许 V在高于 UVLO 阈值。Q2在驱动Q之前反转POK输出1.Q1断开负载，允许 V外上升到确保Q完全增强的水平（高于UVLO）1当它打开时。因此，电路可以在满负载下启动，输入电压低至 0.8V（图 2a）。由于电路在此开关之前获取稳压器反馈，因此您为给定应用选择的MOSFET取决于负载电流和可接受的最低负载调整率水平。所示的MOSFET是一种低阈值器件。将FB端子（引脚2）接地并移除R1和 R2产生 5V 稳压输出，其性能与 3.3V 版本相似（图 2b）。（DI #2487）

图2.图1中的负载断开开关允许稳压器在重负载和低输入电压（a）下启动。对图1中的电路稍作修改，即可提供5V输出工作电压（b）。

审核编辑：郭婷