AAT4610电子开关实现过流保护的工作原理

电子开关或称为智能开关(smart switch),是一种基于集成电路技术的智能型器件,具有体积小、功耗低、响应速度快和阻抗小的特点,可提供高可靠性的过流保护,是自恢复保险丝的理想替代器件。
以aat4610为例,其过流保护能在1μs内完成,其响应速度是polyswitch的100万倍,对瞬间尖峰电流和浪涌电流的限流作用十分明显。因此电子开关自出现以后,发展极其迅速,已有不少公司推出了相应的产品,如aat公司的aat4610,maxim公司max1946,nec公司的μpd16875、microsemi公司的sl03-sl24系列和sm03-36系列以及usb02和usb302等,它们均可用于i/o端口的过流保护。
我们仍以aat4610为例,说明电子开关实现过流保护的工作原理。aat4610采用sot-23塑料封装(如图1),5个引脚的定义见表1。
aat4610将6v/2a的p沟道mosfet场效应管与栅极驱动器、电压基准、限流比较器和欠压闭锁电路组合在sot-23-5封装中(如图2)。其中mosfet是一个电子开关,它的通断受比较器输出电压的控制,如果输出电流大于设定电流,运算放大器amp输出负电压,关断mosfet,停止电压输出,对供电电路起到保护作用。mosfet的沟道电阻最大值仅为180mω,关断模式下静态电流为1ma。mosfet的工作电压为2.7v~5.5v,输入电压低于2.7v时,由欠压锁定电路关断mosfet,对供电电路进行欠压保护。
aat4610的应用电路十分简单,只要外接两只滤波电容和一只电阻器rset,便可实现过流保护功能,如图3。在aat4610输入和输出端接入滤波电容用来消除电子开关的工作噪声,限流电阻rset用来设定保护电流值。当工作电流超出保护电流值时,输出电压立即下降到0伏,其反应时间约为800ns。引脚4是使能端,从外部输入一个2.5v以上的电压即可让其工作,否则aat4610将不起保护作用。