1.前言

      當半導體將快速輸出放電 (QOD) 列為一項功能時，它會在設備禁用（或處于“關閉”狀態(tài)）時快速放電。換句話說，當 V OUT與 V IN斷開時，V OUT將通過內(nèi)部電路連接到地，防止輸出“浮動”或進入不確定狀態(tài)。圖 1 顯示了 QOD 電路的簡化框圖。

圖 1：負載開關框圖，藍色 QOD 電路，顯示放電 FET、逆變器和從 V OUT到地的放電路徑。軟啟動電容器也顯示為藍色。

將 QOD 功能添加到系統(tǒng)的主要好處很簡單：當設備禁用時，啟用 QOD 的設備的V OUT上的任何電源軌都將處于已知的“零”或“關閉”狀態(tài)。這可確保在我們設計系統(tǒng)時——尤其是在計算電源排序的時序時——沒有任何電源軌懸空。了解系統(tǒng)中所有電源軌的狀態(tài)（并且由于 QOD，知道它們實際上是關閉/接地的），可以讓我們減少設計中“變量”的數(shù)量，降低我們的設計無法正常工作的風險故意的。

2.如何在電源設計中實現(xiàn)快速輸出放電

實現(xiàn) QOD 的最簡單方法是包含一個已在內(nèi)部集成功能的設備。例如，圖 2 顯示了TPS22915負載開關如何實現(xiàn) QOD。

TPS22914/15 是一款小型、低 RON、具有受控壓擺率的單通道負載開關。此器件包括一個 N 溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET)，可在 1.05 V 至 5.5 V 的輸入電壓范圍內(nèi)運行并可支持 2A 的最大持續(xù)電流。此開關由一個開關輸入控制，能夠直接連接低電壓控制信號。

小尺寸和低 RON 使得此器件非常適合于空間受限、電池供電類應用。此開關的寬輸入電壓范圍使得它成為針對很多不同電壓軌的多用途解決方案。器件的受控上升時間大大減少了由大容量負載電容導致的涌入電流，從而減少或消除了電源消耗。通過集成一個在開關關閉時實現(xiàn)快速輸出放電 (QOD) 的 143Ω 下拉電阻器，TPS22915 進一步減少了總體解決方案尺寸。

圖 2：TPS22915 的簡化框圖，概述了 QOD 電路

所有具有 QOD 功能的負載開關都在 VOUT 引腳和接地引腳 (GND) 之間包含一個額外的 FET，如圖 2 中的虛線輪廓所示。這會產(chǎn)生一個下拉電阻，以將VOUT快速放電到地。雖然某些器件（例如 TPS22919 和 TPS22918）允許我們放置自己的放電電阻器，但大多數(shù)具有集成的固定 QOD 電阻。由于每種產(chǎn)品的 QOD 電阻會有所不同，因此我們可以使用公式 1 來計算特定斷電排序應用所需的準確 QOD 電阻。 

其中 V f是最終的 V OUT電壓；V o是初始 V OUT電壓；R為輸出放電電阻值；C 是 V OUT上的輸出大容量電容。

我們可以將 QOD 添加到尚未集成此功能的設備嗎？在某些情況下，我們可以多路復用設備的某些引腳以提供附加功能。一個這樣的例子是的BFET銷TPS25924的eFuse。TPS25924x 系列電子熔絲是采用小型封裝的高度集成電路保護和電源管理解決方案。 該器件使用極少的外部組件并可提供多重保護模式。 它們能夠有效地防止過載、短路、電壓浪涌、過高浪涌電流和反向電流。

電流限制級別可通過一個外部電阻設定。 內(nèi)部鉗位電路可將過電壓限制在一個安全的固定最大值，無需使用外部組件。

該引腳通常驅(qū)動一個外部阻塞 FET，以保護系統(tǒng)免受反向電流的影響，如圖 3 所示。

圖 3：通過 TPS25924 的 BFET 引腳上的外部阻塞 FET 添加反向電流保護

即使未集成，我們也可以重新配置此引腳以提供 QOD 功能。這可以通過一個非常相似的電路來實現(xiàn)，如圖 3 所示，用放電電阻器（圖 4 中的R DCHG）代替阻塞 FET 。

圖 4：使用 TPS25924 的 BFET 引腳添加 QOD 功能

請記住，雖然 QOD 在大多數(shù)情況下是有益的，但它并不總是有益的。在電源多路復用應用中，QOD 電路會在多路復用器的輸出端創(chuàng)建一條恒定的接地路徑。此外，如果超級電容器位于電源開關的輸出端，則該開關最好沒有 QOD！如果它確實有 QOD，它將耗盡超級電容器的存儲電荷，浪費能源。