HotSwitch®-为您的下一个设计的导火索

HotSwitch®是Semtech的一款新产品系列，具有集成负载开关或eFuse，可保护电子系统免受典型电气瞬态和稳态故障条件的影响。主要是，HotSwitch设备根据需要打开或关闭电流流到电源轨道。它检测电涌，并通过断开负载与电源的连接来保护下游子系统。与此同时，Semtech的HotSwitch产品组合中的设备提供了增强的屏蔽，防止涌流、过压、欠压、反向电流、短路和超温故障。图1显示了HotSwitch设备如何保护系统。

图1。使用HotSwitch设备进行系统保护

现代电力电子设备被设计得更小、更创新、更高效。节能意味着只在系统需要时才消耗电力。对于便携式电池供电设备来说，节省电量意味着更长的电池寿命。但近年来，节能对任何电子设备都变得至关重要，无论它是否由电池供电。对于电子设备来说，并不是所有的电路都需要一直处于活动状态。这些电路即使在睡眠模式下也会消耗电能。负载开关可以根据需要自动关闭和打开负载，显著降低总体功耗。在一些应用中使用多个电源，如微处理器、fpga、网络交换机或工业控制器。为了确保开关的正确进行，在电路中分配功率时需要遵循特定的顺序。这种称为功率排序的排序是由负载开关完成的。 Turning the load on and off and power sequencing are not the only functions carried out by a load switch. It also protects the load from a power supply in abnormal power situations such as inrush current and electrical transients.

除了涌流控制，负载开关还可以保护电路免受过压、欠压、过温、电池短路和接地短路等情况的影响。由于所有这些保护功能，负载开关也被称为电子保险丝或eFuse。eFuse可以取代脆弱的传统保险丝，并将所有保护功能集成到一个产品中。Semtech最近发布了一款eFuse产品，HotSwitch HS2950P．它是一款单通道集成电喷，输入电压范围为2.7V至29V，支持高达5A的输出电流和低25mΩ(典型)Rds(on)。捆绑在一个微小的3x3mm 12针DFN封装中，HotSwitch HS2950P还包括各种可调保护功能，包括软启动，开关延迟，过压，欠压和过流限制。

图2。Semtech HS2950P系统保护

HotSwitch功能

HotSwitch集成了电路设计者所期望的几个高级功能。HotSwitch器件的主要元件是用作开关的n通道MOSFET。MOSFET是一种电压控制器件。MOSFET可以通过控制栅极到源电压来开启或关闭。在特定的场景下，MOSFET可能需要在接近工作电压范围下限的电压下工作。电荷泵电路用于将栅极电压提升到适当的水平，以驱动n通道MOSFET。MOSFET将输入线连接到输出接口。让我们回顾一下图3所示的HotSwitch设备的基本特性。

图3。HS2950P的基本特点

涌流控制

当负载开关打开时，大量的尖峰电流可以流入未充电的输出电容器。这就是所谓的涌流。由于这个巨大的尖峰，电流可以超过电路元件的绝对最大额定值，并最终损坏它们。此外，电路中的电压可以降低以满足电流尖峰需求。如果电压降至要求的规格以下，电路可能无法接通。所以，立即打开开关不是个好主意;相反，通过限制涌流轻轻打开它。这被称为可调软启动或回转率控制，并在HS2950P中实现。涌流可以用公式I=C(dV/dt)表示，其中I为涌流，C为被充电的总电路电容，dV/dt为电压变化率。我们可以在公式中注意到，对于固定电容，涌流控制取决于dV/dt。 More specifically, inrush current is inversely proportional to the change in time. The inrush current can be regulated by controlling the time. HS2950P uses an external capacitor CSS (Figure 3) to lengthen the soft-start time to control the inrush current.

过电流保护

过流保护(OCP)是在负载突然变化的异常情况下限制负载电流的功能。这一特性降低了潜在损坏电路的风险。当发生过流情况时，HS2950P将负载电流限制在由外部电阻RILIM设置的阈值。RILIM从ILIM引脚连接到GND引脚。HotSwitch设备在OCP过程中作为电流调节器来维持电流流量在允许的范围内。HS2950P的OCP阈值范围为0.5A ~ 6.5A，由RILIM设置。图4为HS2950P过流响应。在OCP事件期间，FLTB发出故障状态信号。一旦零件进入IOCP=7A的OCP事件，它在0.5ms冲切时间后进入200ms打嗝模式。当FLTB升高时，部件恢复正常工作。

图4。HS2950P过流响应

过压欠压保护

HotSwitch设备通过关闭MOSFET来保护电路免受过压和欠压的影响。它具有可调过压保护(OVP)和欠压锁定(UVLO)阈值，使用外部编程电阻网络。当输入电压超过过压阈值时，HS2950P将关闭开关，不允许启动。

如果输入电压低于UVLO阈值，HotSwitch设备还会关闭内部MOSFET并断开负载与电源的连接。欠压条件可以通过部分打开/关闭MOSFET或向控制电路发送不正确的信号而使内部电路发生故障。如果HS2950P的OVP或UVLO引脚接地，则内部设置OVP (3.8V典型)和UVLO (2.6V典型)的默认位置。图5显示，当OVP引脚上的电压超过600mV阈值时，HotSwitch设备关闭MOSFET，输出电压降为零。只要OVP引脚上的电压超过600mV阈值，开关就保持关闭状态。

图5。HS2950P过电压响应

输出短路保护188bet网玩法

短路保护是指188bet网玩法当输出端子(Vout)短路到地时，巨大的电流迅速流过开关时，保护电路的安全。当HS2950P检测到短路状态时，关闭内部开关。设备自动尝试在关闭后立即重新启动。如果短路持续，设备将输出负载电流调节到限流电平，进入200ms的打嗝模式(图6)。如果没有异常，HS2950P开始正常工作。

图6。HS2950188bet网玩法P的短路保护

热停机保护

HotSwitch设备具有热关机保护，以防止电路过热。当检测到结温超过特定限制时，HotSwitch设备关闭并断言故障标志。HS2950P在结温超过150时宣告故障标志度检测摄氏温度。一旦发生热停机，设备进入200ms的打嗝模式，没有冲裁时间。该部件保持在200ms的打嗝模式，直到结温冷却30摄氏度。

自动输出放电

当HotSwitch设备发生故障后关闭时，外部电压不会立即归零。根据负载和输出电容的不同，输出电压可能需要一段时间才能逐渐降为零。但现代电子产品要求瞬间完全开关。HS2950P具有自动输出放电的功能，可立即关闭。当开关关闭时，一个放电电路将所有储存的电荷送到地面。

图7。HS2950P的特点及原理图

结论

作为电子垃圾，或电子废物，是增长最快的能源电子垃圾的潜在数量是技术制造商面临的一个持续挑战。188bet金博宝滚球Semtech的HotSwitch产品可以满足保护需求，保护电气系统，并提供保护功能，能够延长电子设备的寿命，并潜在地减少电子垃圾。此外，HotSwitch能够满足多种要求，包括涌流、过压、欠压、热保护要求、快速输出放电和短路保护。188bet网玩法最新发布的HotSwitch产品HS2950(图7)将所有这些保护功能集成到一个占地面积小的3x3mm 12针DFN封装中。无论您需要自动开关，电源顺序开关或eFuse来保护电路免受瞬态和稳态故障条件的影响，HotSwitch都是答案。Semtech的HotSwitch产品提供热关机功能和故障标记，以确保下游工业，电信和消费系统受到瞬态和短路风险的坚固防御。

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