TPS22918 — ключ нагрузки с регулируемым нарастанием

Q: Как рассчитать конденсатор на выводе CT у TPS22918?

По уравнению 3 даташита скорость нарастания SR в микросекундах на вольт равна 0,55 · CT + 30, где CT в пикофарадах; время нарастания от 10 до 90 % — SR, умноженная на входное напряжение. Для CT = 1000 пФ при 5 В TI в таблице измерений даёт 2540 мкс, при 3,3 В — 1680 мкс. Без конденсатора выход нарастает за 135 мкс при 5 В. Формула приблизительная и для CT = 0 не годится — тогда пользуются таблицей. Конденсатор берут керамический X7R с запасом по напряжению: у керамики ёмкость падает под напряжением.

Q: Защищает ли TPS22918 от обратного тока?

Нет. В ключе стоит MOSFET со встроенным диодом, и если напряжение на выходе выше входного, ток идёт через диод с выхода на вход. Поэтому TI рекомендует входной конденсатор больше выходного — в отношении 10 : 1: иначе после пропадания питания выходной конденсатор может оказаться заряжен выше входа. Для защиты от обратного тока нужен ключ с блокировкой обратного тока или идеальный диод.

Q: Можно ли управлять TPS22918 от вывода микроконтроллера на 1,8 В?

Да. По рекомендуемым условиям уровень единицы на выводе ON — от 1 В до 5,5 В, уровень нуля — до 0,5 В, гистерезис около 107 мВ, ток входа — не больше 0,1 мкА. Управляющее напряжение может быть выше входного VIN, но вывод ON нельзя оставлять неподключённым — ставят резистор к общему проводу, если микроконтроллер при старте держит вывод в высокоомном состоянии.

Q: Какой ток можно пропустить через TPS22918 без перегрева?

По предельным режимам — 2 А длительно при температуре воздуха 70 °C и 2,5 А в импульсах до 300 мкс со скважностью 2 %. Реально ограничивает нагрев: при тепловом сопротивлении 183,2 °C/Вт и наибольшем сопротивлении ключа 79 мОм при 5 В в диапазоне до +105 °C ток 2 А даёт 0,32 Вт и перегрев около 58 °C. При 70 °C воздуха кристалл подходит к пределу 125 °C, поэтому на плате нужны широкие дорожки и полигоны у выводов VIN и VOUT.

TPS22918 — интегральный ключ нагрузки Texas Instruments: N-канальный MOSFET со встроенным драйвером затвора в корпусе SOT-23-6. Он включает питание части схемы по сигналу от 1 В, плавно поднимает выходное напряжение — скорость задаёт один конденсатор — и быстро разряжает выход при выключении. Разбираем по даташиту TI.

Обновлено 22 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Распиновка
Параметры
Время нарастания
Типовая схема
Функциональные аналоги

TPS22918 (Texas Instruments) — ключ нагрузки (load switch): он стоит в плюсовом проводе между источником и частью схемы и подключает её по сигналу ON. Внутри — N-канальный MOSFET с драйвером затвора, поэтому снаружи нужен только логический сигнал. Главное отличие от одиночного транзистора — управляемое нарастание выходного напряжения: оно ограничивает пусковой ток в конденсаторы нагрузки и не даёт просесть питанию остальной схемы. Сравнение с дискретными схемами — на странице «Плавный пуск».

Коротко

Напряжение — вход VIN от 1 до 5,5 В, предельное 6 В.
Ток — 2 А длительно при 70 °C воздуха, 2,5 А в импульсах.
Сопротивление ключа — 52 мОм типично и не больше 59 мОм при 5 В и 25 °C.
Управление — единица на ON от 1 В, ток покоя 8,3 мкА типично при 3,3 В, в выключенном состоянии 0,5 мкА.
Нарастание и разряд — время нарастания задаёт конденсатор на CT, выход разряжает встроенный резистор через вывод QOD.
Корпус — SOT-23-6 (DBV), рабочая температура −40…+105 °C.

Распиновка

Нумерация выводов SOT-23-6 по даташиту TI — против часовой стрелки при виде сверху, как у корпуса DIP: 1–3 с одной стороны, 4–6 с другой, вывод 6 напротив вывода 1.

TPS22918 в корпусе SOT-23-6, вид сверху

Вывод	Обозначение	Назначение
1	VIN	вход ключа; керамический конденсатор к GND вплотную к выводам
2	GND	общий провод
3	ON	управление, активный высокий уровень; оставлять неподключённым нельзя
4	CT	конденсатор к GND задаёт скорость нарастания выхода; можно оставить свободным
5	QOD	быстрый разряд выхода: соединить с VOUT (внутренний резистор), через внешний резистор с VOUT или оставить свободным (разряд выключен)
6	VOUT	выход ключа

Параметры

Режимы и пределы по разд. 6.1–6.5 даташита SLVSD76C:

Параметр	Значение
Входное напряжение VIN	рабочее 1–5,5 В, абсолютный предел 6 В
Ток ключа	2 А длительно при 70 °C, 2,5 А в импульсе < 300 мкс со скважностью 2 %
Уровни на ON	единица — не меньше 1 В, ноль — не больше 0,5 В, гистерезис 107 мВ типично
Температура кристалла	не больше 125 °C
Тепловое сопротивление кристалл–воздух (метрика JEDEC)	183,2 °C/Вт
Защита от статики (уровень стойкости)	±2 кВ HBM, ±1 кВ CDM

Электрические характеристики по разд. 6.5; типичные значения — при 25 °C, наибольшие — в диапазоне −40…+105 °C, если не указано иное:

Параметр	Тип.	Макс.
R_ON при VIN = 5 В, 200 мА	52 мОм	59 мОм при 25 °C, 71 мОм до +85 °C, 79 мОм до +105 °C
R_ON при VIN = 3,3 В	53 мОм	59 мОм при 25 °C, 71 мОм до +85 °C, 80 мОм до +105 °C
R_ON при VIN = 1,8 В	55 мОм	65 мОм при 25 °C, 88 мОм до +105 °C
R_ON при VIN = 1,0 В	71 мОм	85 мОм при 25 °C, 116 мОм до +105 °C
Ток покоя при 3,3 и 5 В	8,3 и 8,7 мкА	15 и 16 мкА
Ток в выключенном состоянии при 3,3 и 5 В	0,5 мкА	3,5 и 4,5 мкА
Сопротивление разряда R_PD при VIN = 5 В	24 Ом	30 Ом
Сопротивление разряда R_PD при VIN = 1,8 В	45 Ом	60 Ом

Сопротивление ключа почти не зависит от входного напряжения от 2,5 до 5,5 В и заметно растёт только ниже 1,8 В: до 64 мОм типично при 1,2 В и 71 мОм при 1 В.

Время нарастания

Скорость нарастания выходного напряжения задаёт конденсатор C_T на выводе CT. TI даёт приближённую формулу SR = 0,55 · C_T + 30 (SR в мкс/В, C_T в пФ) и таблицу измерений на типичном образце — время от 10 до 90 % выходного напряжения при C_L = 0,1 мкФ и нагрузке 10 Ом:

C_T	VIN = 5 В	VIN = 3,3 В	VIN = 1,8 В
без конденсатора	135 мкс	95 мкс	60 мкс
220 пФ	650 мкс	455 мкс	260 мкс
1000 пФ	2540 мкс	1680 мкс	960 мкс
4700 пФ	12 050 мкс	7980 мкс	4485 мкс
10 000 пФ	26 550 мкс	17 505 мкс	9790 мкс

Значения типичные, допуск TI не приводит. Управление работает, только если VIN уже установилось, когда на ON приходит единица: если подать ON раньше VIN, скорость нарастания не контролируется. Пусковой ток в ёмкость нагрузки можно оценить с запасом как C_L · VIN / t_R: для 47 мкФ, 4 В и 1,26 мс выходит около 150 мА. Точнее — 0,8 · C_L · VIN / t_R, около 120 мА, потому что t_R — время прохода от 10 до 90 %, то есть 0,8 · VIN. Подробный расчёт с выбором C_T — на странице «Плавный пуск».

Типовая схема

Вход VIN с керамическим конденсатором не меньше 1 мкФ, выход VOUT к нагрузке, ON — к выводу микроконтроллера, CT — конденсатор к общему проводу, QOD — к VOUT, если выход нужно быстро разрядить после выключения. При внутреннем резисторе разряда суммарная ёмкость нагрузки не должна превышать 200 мкФ, иначе ток разряда перегреет кристалл, — тогда между QOD и VOUT ставят внешний резистор. Входная ёмкость должна быть больше выходной, TI рекомендует отношение 10 : 1: через встроенный диод ключа выходной конденсатор иначе разряжается во вход при пропадании питания.

Функциональные аналоги

TI в даташите не называет совместимых по выводам микросхем. Ту же задачу решает дискретная схема на P-канальном MOSFET, например AO3401A, с конденсатором затвор–сток: она дешевле и выдерживает до 30 В, но скорость нарастания зависит от разброса порога и ёмкостей транзистора, а для управления от низковольтной логики при питании выше логического уровня нужен ещё один транзистор. Ключи нагрузки других производителей и серий бывают с похожей функцией, но с другим расположением выводов CT и QOD, поэтому при замене сверяют цоколёвку и уровни ON. Другие микросхемы — в разделе «Управление питанием».

Частые вопросы

Как рассчитать конденсатор на выводе CT у TPS22918?

По уравнению 3 даташита скорость нарастания SR в микросекундах на вольт равна 0,55 · CT + 30, где CT в пикофарадах; время нарастания от 10 до 90 % — SR, умноженная на входное напряжение. Для CT = 1000 пФ при 5 В TI в таблице измерений даёт 2540 мкс, при 3,3 В — 1680 мкс. Без конденсатора выход нарастает за 135 мкс при 5 В. Формула приблизительная и для CT = 0 не годится — тогда пользуются таблицей. Конденсатор берут керамический X7R с запасом по напряжению: у керамики ёмкость падает под напряжением.

Защищает ли TPS22918 от обратного тока?