如何评估开关的通流能力？

开关通流能力

通用模拟开关广泛用于扫地机器人、交换机、通讯基站等应用中，主要用于信号切换，包含系统输入信号的选择、功率器件的控制信号切换和通讯接口的切换等。

由于模拟开关不是理想的开关，开关引入的电阻、电容会导致输入信号幅度减小，波形失真等问题，所以开关的参数选择需要根据系统的误差需求。

在通信应用中，开关通常用于功率管控制信号的切换，用于收发通道的时分复用或者功率管的保护，此时由于寄生电容的影响，切换过程中会导致电流突变，所以在该应用中需要额外关注开关的通流能力。

本文主要探讨如何评估开关的通流能力。 开关的通流能力主要受芯片的功耗，封装散热能力，芯片内部设计的通流能力影响 。下面将对这几方面因素进行详细的探讨。

T P W4157

芯片功耗和散热能力

当开关导通时，其等效于一个电阻，电阻大小即开关的导通阻抗Ron，与供电电压、输入输出电压等条件相关，可在开关的数据手册中查询到。

该电阻跨接于输入输出之间，当有电流流过时，该电阻会产生功率损耗，从而产生热量。受热量限制的通流能力可以通过芯片的热阻、最大支持的结温和需要满足的工作环境温度计算得出。

思瑞浦（3PEAK） 低导通阻抗的SPDT开关TPW4157 ，其导通阻抗在4.5V供电时，典型值为0.95ohm，封装SC70的热阻为θJA为400℃/W。

假定产品工作环境最高为65℃，开关能支持的最高结温为150℃，假定通过的电流为Ion，根据热量计算公式，计算如下：

Ion ^2^ ×Ron≤(150-65)/400

则计算出

Ion(max)=0.47A

T P W4157

芯片内部设计限制

开关的通流能力还取决于内部的设计。

制约通流能力的主要为金属线和连接各金属层的过孔。在模拟开关的设计中，过孔在设计时通流能力会远大于金属走线，所以芯片内部的通流能力主要取决于 金属线的宽度 。

思瑞浦（3PEAK）的 TPW4157的金属走线最小宽度为52um 。根据相关的设计文件，查到金属线的宽度与持续通流能力和能承受的峰值电流的参数，如下方表格所示：

注：W是指金属线的宽度，单位um，这些参数的温度条件是结温110℃。

则通过计算：

TPW4157设计上保证的持续通流电流为：

1.68mA⁄um×52um=87.4mA

峰值电流为：

[30×52^-0.32^ ]mA⁄um×52um=440.6mA

通过计算出的持续通流能力和峰值电流能力，可以评估在开关切换的应用场景中，所选开关是否符合要求。

如果通过开关的电流是周期性变化的，比如占空比为D，峰值电流Ip，谷值电流I L ，计算平均电流，公式如下：

I RMS =I p ×D+I L ×(1-D)

则评估时除了需要保证峰值电流在开关的承受能力内，还要保证平均电流小于开关持续的通流电流。

总结

综上所述，评估开关的通流能力通常需要从设计上和应用上进行分析。如果选用的开关的导通电阻较小，则通流能力主要受到开关内部金属走线宽度的限制。