Texas Instruments TPS22996双通道负载开关是一款双通道负载开关，具有受控接通功能。该器件包含两个N沟道MOSFET，每通道支持最大4A的连续电流，可在0.6V至5.5V的输入电压范围内工作。每个开关均由一个导通/关断输入（ON1和ON2）独立控制。该控制可与低压控制信号直接连接。当结温高于阈值时，TPS22996能够热关断，从而关闭开关。当结温稳定在安全范围内时，开关会再次导通。TPS22996还提供一个可选的集成式230Ω 片上负载电阻器，用于在开关关闭时快速输出放电。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS22996双通道负载开关数据手册.pdf

Texas Instruments TPS22996采用小巧、节省空间的2.1mm×1.6mm 8-DRL封装，引线可实现低成本制造。该器件的工作温度范围为-40°C至105°C。

特性

• 集成式双通道负载开关
• VIN 电压范围：0.6V至VBIAS
• VBIAS 电压范围：2.5V至5.5V
• 静态电流
  • IQ =16µA（典型值，双通道）（VIN =VBIAS =5V时）
  • IQ =13µA（典型值，单通道）（VIN =VBIAS =5V时）
• 导通电阻：14 mΩ（典型值）
• 每通道最大4A连续开关电流
• 控制输入阈值，支持使用1.2V、1.8V、2.5V和3.3V逻辑
• 可配置上升时间
• 热关断
• 快速输出放电（QOD)（可选）

功能框图

TPS22996双通道负载开关技术解析与应用指南

一、产品核心特性

TPS22996是德州仪器(TI)最新推出的双通道负载开关解决方案，具有以下突出特点：

‌关键参数指标‌：

• ‌超低导通电阻‌：14mΩ（典型值），大幅降低功率损耗
• ‌宽电压输入范围‌：0.6V至5.5V（VIN），2.5V至5.5V（VBIAS）
• ‌高电流能力‌：每通道支持4A连续电流
• ‌超低静态电流‌：16µA（双通道）和13µA（单通道）@5V
• ‌灵活控制接口‌：兼容1.2V/1.8V/2.5V/3.3V逻辑电平

‌创新功能设计‌：

• 可配置上升时间（通过外部电阻调节）
• 集成快速输出放电(QOD)功能（230Ω典型值）
• 热关断保护（阈值150°C，滞回20°C）
• 小型封装：2.1mm×1.6mm 8-DRL

二、架构设计与工作原理

1. 功能框图解析

TPS22996采用双N沟道MOSFET架构，每个通道包含：

• 独立控制逻辑单元
• 可编程斜率控制电路
• 电荷泵驱动电路（仅TPS22996型号包含QOD功能）

2. 关键工作模式

工作状态	ON引脚电平	通道状态	输出状态
导通模式	HIGH	MOSFET导通	VOUT = VIN
关断模式	LOW	MOSFET关断	接GND（TPS22996）/浮空（TPS22996N）

‌独特工作机制‌：

• 通过检测ON引脚电流(ION)实现上升时间调节
• 内部11.5kΩ电阻与外部电阻构成分压网络
• 计算公式：RT = 1000×(VON -1.2V)/ION -11.5 (kΩ)

三、典型应用场景

1. 电源时序控制

• 多电压域上电时序管理
• 模块化电源系统启用控制
• 安全关断路径设计

2. 电流浪涌抑制

• 大容量电容负载的软启动
• 热插拔保护电路
• 敏感负载的受电保护

3. 系统功耗优化

• 电源域动态隔离
• 低功耗模式下的外围电路关断
• 待机电流最小化设计

四、设计实践指南

1. 外围元件选型建议

‌电容配置原则‌：

• 输入电容(CIN)：≥1µF陶瓷电容（建议值为CL的10倍）
• 输出电容(CL)：典型值100nF
• 偏置电容(CBIAS)：0.1µF陶瓷电容

‌电阻计算示例‌：
目标：VBIAS=5V，VIN=5V时实现1000µs上升时间

1. 查表得ION介于20-100µA之间
2. 线性插值计算：ION ≈ 86.8µA
3. 计算RT值：32.2kΩ（选用标准值33kΩ）

2. PCB布局要点

‌功率路径设计‌：

• 保持VIN/VOUT走线宽度≥1mm/A
• 功率回路面积<1cm²
• 避免在开关节点下分割地平面

‌热管理建议‌：

• 充分利用GND焊盘散热
• 必要时添加thermal via阵列
• 环境温度不超过85°C（自然对流）

五、性能测试数据

1. 动态特性实测

测试条件	典型值	单位
VBIAS=5V, VIN=0.6V	810µs (ION=20µA)	上升时间
VBIAS=5V, VIN=5V	688µs (ION=100µA)	上升时间
全温度范围延迟	317-588µs	导通延迟

2. 能效表现

负载电流	功率损耗	效率
1A@3.3V	46.2mW	99.86%
2A@1.8V	100.8mW	99.72%
4A@5V	224mW	99.89%

六、故障排查与优化

常见问题解决方案

‌异常现象1：输入电压跌落‌

• 检查CIN容量是否足够
• 验证RT电阻值是否过小
• 测量布局环路电感

‌异常现象2：热关断频繁‌

• 确认环境温度
• 检查负载电流是否超限
• 优化散热设计

‌设计验证清单‌：

1. ON引脚未浮空
2. VBIAS在2.5-5.5V范围内
3. 输入输出电容容值匹配
4. 功率走线满足电流需求