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  • 负载开关,PMOS开关电路图介绍
    • 发布时间:2022-11-01 18:04:03
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    负载开关,PMOS开关电路图介绍
    PMOS开关电路
    负载开关电路日常应用比较广泛,主要用来控制后级负载的电源开关。此功能可以直接用IC也可以用分立器件搭建,分立器件主要用PMOS加三极管实现。
    电路分析
    如下图所示R5模拟后级负载,Q1为开关,当R3端口的激励源为高电平时,Q2饱和导通,MOS管Q1的VGS<VGSth导通,R5负载上电,关断时负载下电。
    电路中R3为三极管Q2的限流电阻,R4为偏置电阻,R1R2为Q1的栅极分压电阻,C1C2为输出滤波电容。
    负载 开关 PMOS
    问题分析
    当Q1导通上电瞬间电容两端电压不能突变会出现很高的冲击电流。此电流很可能会损坏MOS管或者触发前级电源的过流保护,所以此冲击电流并不是我们想要的。接下来给R3端口加单脉冲激励源,观察Q1(D)处的冲击电流。
    负载 开关 PMOS
    通过仿真观察电流记录数据图表发现Q1(D)处的电流峰值为约20A,稳态电流为1A。峰值较大给电路造成很大压力,接下来我们要想办法将此冲击电流降下来,保障电路的安全。
    故障分析
    MOS的可以等效成下图右侧的电路模型,
    输入电容Ciss=Cgs+Cgd,
    输出电容Coss=Cgd+Cds,
    反向传输电容Crss=Cgd,也叫米勒电容。
    负载 开关 PMOS
    从MOS的启动波形可以看出MOS管开启过程主要受Cgs和Cgd共同影响。如果延长开启过程主要是延长t1—t2阶段和t2—t3阶段,在负载确定的情况下主要是增大Cgs和Cgd等效电容来实现。
    仿真实践
    在原有电路中加入C3和C4 100nF电容
    负载 开关 PMOS
    仿真得出启动时电流波形为,其中红线为Q1的Vgs波形绿线为C4(1)测到的启动电流波形。
    负载 开关 PMOS
    明显对比之前不加C3、C4电容时启动冲击电流波形峰值下降,开通时间变长,并且尖峰后移。
    调整C3和C4的值为1000nf时,效果更加明显。
    负载 开关 PMOS
    实验结论
    实验得出增加MOS的Cgs和Cgd可实现开通缓启动功能,保护MOS不受到冲击损坏。
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