在網(wǎng)上刷到一個(gè)分離元器件搭建的電路，而且據(jù)說這個(gè)電路已經(jīng)量產(chǎn)，電路本身不復(fù)雜，但是同時(shí)集成了三種功能：防反接，過壓保護(hù)和電源緩啟動(dòng)。
廢話不多說，咱們一起來看它的工作原理。
01防反接
關(guān)于防反接，我之前已經(jīng)寫了很多文章了，防反接要么用二極管，要么用MOS管，這里的防反接主要靠的是Q2這顆MOS管。
當(dāng)電源的正極從BAT+輸入時(shí)，通過R169再到D17穩(wěn)壓管，再通過MOS體二極管流回電源的負(fù)極，這之后，將NMOS管Q2的Vgs 鉗位到9.1V，管子被打開，地網(wǎng)絡(luò)可以正常接通輸出。
當(dāng)電源接反后，電流路徑被NMOS管Q2的體二極管反向截止，MOS管的gs兩端沒有電壓，所以無法打開，整個(gè)電源的地網(wǎng)絡(luò)斷開，無法形成電源的一個(gè)回流路徑，所以電源不工作，無法輸出，從而實(shí)現(xiàn)防反接的功能。
02緩啟動(dòng)
什么是電源的緩啟動(dòng)？當(dāng)外接電源上電后，電路板上的電不是立刻就有，而是要有一個(gè)慢慢上爬的過程，當(dāng)然一般都是us或者ms級(jí)別。
一般我們會(huì)在電源的輸入端加上電源緩啟動(dòng)電路，因?yàn)樵?/span>上電熱插拔的過程中連接器的機(jī)械觸點(diǎn)在接觸瞬間會(huì)出現(xiàn)彈跳，導(dǎo)致電源振蕩，可能會(huì)引起打火，電源跌落，系統(tǒng)不穩(wěn)等問題。
有了緩啟電路，在連接器抖動(dòng)的那十幾毫秒內(nèi)不給連接器通電，等插入穩(wěn)定后再通電，就可以避免這些問題的發(fā)生。
該電路的緩啟動(dòng)，主要是靠PMOS管Q1，通過緩慢打開Q1實(shí)現(xiàn)電路的緩啟動(dòng)能。
詳細(xì)分析：
①在上電瞬間， PNP三極管Q18導(dǎo)通，PMOS管Q1的柵極通過R172和Q18迅速到達(dá)VBAT電壓，使得Q1的PMOS管的Vgs = 0；
②同時(shí)，VBAT會(huì)沿著另一個(gè)路徑，通過R170和R87到達(dá)PNP三極管Q18的基極，然后經(jīng)過電容C41再到R171流回電源的負(fù)極。
在這個(gè)回路中，電容C41兩端電壓不可突變，所以這也是在給電容C41充電的一個(gè)過程，在C41電容充電的過程中，可以將它等效為一個(gè)阻值不斷增大的內(nèi)阻；
③這個(gè)等效電阻與R171串聯(lián)分壓，此電阻上的分壓不斷增加，因此PMOS管Q1柵極電位分得的電壓逐漸降低，直到Vgs < Vgs（th），PMOS打開，從而實(shí)現(xiàn)緩啟動(dòng)功能。
其實(shí)也可以理解為Q18由開啟到關(guān)閉的一個(gè)時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，MOS由關(guān)斷到開啟。
03過壓保護(hù)
該電路中，對(duì)過壓保護(hù)起關(guān)鍵作用的是D94和Q18。
當(dāng)正常輸入時(shí)：
穩(wěn)壓二極管D94截止，分析如上圖，有一個(gè)MOS管的緩啟動(dòng)過程，電源正常輸出。
當(dāng)輸入過壓時(shí)：
即輸入電壓>28V，一般會(huì)到30-32V，穩(wěn)壓管D94反向擊穿，然后將PNP三極管Q18的柵極電位鉗制在其穩(wěn)壓值28V，而PNP三極管Q18的發(fā)射極電壓接的是過壓的VBAT電壓
因此PNP三極管Q18的Vbe<-0.7，三極管導(dǎo)通，之后過壓的VBAT通過導(dǎo)通的Q18和R172到PMOS管Q1的柵極，由于管壓降很小，可以近似認(rèn)為Q1的Vgs=0，PMOS關(guān)斷，無輸出電壓到后級(jí)電路，實(shí)現(xiàn)過壓關(guān)斷保護(hù)。
這個(gè)電路需要注意
- 輸入輸出電容C194和C199的耐壓不夠，當(dāng)輸入28V時(shí)，電容直接就掛了。
- 值得注意的是，MOS管Q1型號(hào)為TPCA8122，規(guī)格書顯示VGS的安全電壓范圍在-20V/+10V以內(nèi)。
當(dāng)輸入電壓超過20V時(shí)，Q1的Vgs會(huì)小于-20V，超過了其額定電壓范圍內(nèi)的最大值，按理說這顆MOS管會(huì)損壞，實(shí)際電路能正常工作，這是為什么呢？仔細(xì)看MOS管內(nèi)部的封裝，內(nèi)部在gs之間并了一顆雪崩二極管，它會(huì)將MOS管的gs電壓鉗位在一個(gè)比較安全的電壓范圍內(nèi)，起到一個(gè)保護(hù)作用。
這顆雪崩二極管，一般的MOS管是沒有的，選型時(shí)也要注意一下。
雖然很多時(shí)候我們不需要重復(fù)造輪子，但只有理解了其每個(gè)元件的作用，才能更好的轉(zhuǎn)換為我們想要的電路，這個(gè)電路大體的框架挺好，實(shí)際使用過程中需要注意電路參數(shù)的選型。
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