参考文献

介绍

本应用说明介绍了操作感性负载所引起的一些常见问题。电感器是一种无源的两端电子元件，当电流流过它时，它将电能储存在磁场中。任何具有线圈作为其设计的组成部分的装置都可以归类为感应装置。一些常见的例子是电动机、继电器、螺线管、电磁铁等。在没有电路保护的情况下运行这样的负载会大大缩短开关的使用寿命。本应用笔记致力于解决这一问题。

设计描述

在这篇应用笔记中，我们将描述如何使用GreenFET负载开关SLG59M1638V来操作感性负载。对于电感负载，我们将使用0.8 W的螺线管。SLG59M1638V是一款双通道45 mΩ PMOS负载开关，可实现1.5 ~ 5.5 V电源轨的切换，每个通道最大可切换2a电源轨。使用SLG59M1638V作为感应负载开关的典型原理图如图1所示。

图1所示。用感性负载操作负载开关的应用框图

电感加载操作

当感应负载连接到电源上，开关闭合时，电流流过线圈并产生磁场。由于SLG59M1638V的上升时间是固定的，由于内部开启斜坡控制电路，防止了在接通感性负载时产生一些感性影响。典型的开启行为SLG59M1638V和0.8 W螺线管如图2所示。

图2。V的接通波形_在= 5 V和0.8 W螺线管。

当开关打开时，电流中断，磁场强度改变并崩溃。根据楞次定律，这会导致电流向相反的方向流动。曾经有一个正电位的地方产生了一个负电位，反之亦然。这通常被称为飞回行为。线圈现在就像一个新的电源，但是正负之间的电位差(以伏特计)比原来的电源大得多。它可以大大提高额定电路电压。如图3所示，这种高电压峰值由以下公式控制:

在哪里V为通过感性负载的电压，l是负载的电感，和(di / dt)是电流对时间的变化率。负载中的电流变化越快，电压就越高。这会严重损坏开关，大大缩短任何产品的使用寿命。

图3。关闭V波形_在= 5 V和0.8 W螺线管。

也有一个影响的输入诱导一些小电压尖峰，如图4所示。

图4。关闭V波形(扩展视图)_在= 5 V和0.8 W螺线管

为了减少或消除电压峰值，可以添加一个10µF输入电容，如图5所示。相应的操作波形如图6所示。

图5。用输入电容操作感性负载的应用图

图6。关闭V波形(扩展视图)_在= 5 v, c_在= 10µF, 0.8 W螺线管。

保护的建议

抑制不需要的反激电压的最好方法是增加一个与电感负载并联的二极管。

二极管是一种简单的半导体器件，它只允许电流沿一个方向流动。图7显示了一个电感负载和并联二极管的电路。

图7。用输入电容和反激二极管操作感性负载的应用图

感应电流被重新路由到另一条路径通过线圈。这样,线圈电流来自本身(因此得名“回程”)在一个连续循环,直到能量消散无害通过导线和二极管的损失(图8)。电路中的二极管需要正确放置,以便在正常操作期间不激活,但是,在回程操作期间,它变得有源并引导电流离开电路的其余部分并通过电感返回。它应该放置在尽可能靠近感性负载的地方。