电子阔少

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【原创】电源的软启动电路的PMOS控制方法

2021-9-5 10:40:04 显示全部楼层
如何通过MOS管控制电源通断以及缓启动
我们在进行电路设计时的时候,常常需要把电源模块的分发的各个功能模块,而有些功能模块的电源,我们是需要控制它的通断的,那么我们怎么去控制这个电源的通断呢?
如图1
图1.jpg
图1
我们常常用的一个器件就是MOS管,准确的说常用一个PMOS管。如图2
图2.jpg
图2
那么,为什么要用PMOS管呢?首先是这种MOS管的导通可以相对电流较大,然后是因为MOS管的Vgs小于一定的值就会导通,适宜用于源极接VCC时的情况的高端驱动。
下面如图可以看一下电路的图分析,如图3
图3 (2).jpg

如图所示,是一个MOS管进行控制电源通断的基本电路,主要是由一个NPN的三极管和一个PMOS管构成,图中的三极管在电路中的作用主要是起到一个电平转换的作用,MOS管的就是一个电源的通断的一个开关,相当于一个开关,当三极管的输入为低电平的时候,三极管是截止的,MOS管的栅极为高电平的时候,此时Vgs=0,MOS管截止,Vout=0,电源输出关断;
图4.jpg
图4
当三极管输入为一个高电平的时候,三极管就是一个导通的状态,对于PMOS来说,Vg=0,即栅极为低电平,Vgs=-Vin,MOS管导通,Vout=Vin。
如图5
图5.jpg
图5
我们在控制电源通断同时,常常希望这个后级电源上电时间比较慢的,就是上电要比较缓的,

所以我们在这个电路的基础上,还需要加一个电容和一个电阻,这样我们就可以让输出的电源是比较平缓的,不至于陡峭,导致后级的电流过大损坏MOS管,当三极管从截止变为导通的时候,MOS管的栅极电压Vgs不是一下子从Vin变到0,而是通过电容C和电阻R慢慢的放电,然后放到0,然后这个MOS管导通,所以这个输出也是比较平缓的。

下面这个图是根据以上分析,设计的一组参数,这套参数是可以用实际电路控制的,可以参考电路的参数使用。如图6



图6.jpg
图6
如图下图,是三极管输入是0V的时候,示波器测量的波形

图7 (2).jpg
图7

0V的时候,输出也是0,图中的蓝色线就是输出,黄线是输入
这个时候的MOS管是关闭的,输出就0

如图下面,是三极管输入是高电平1的时候,示波器测量的波形。如图8

图8.jpg
图8

输出波形蓝线是12V,MOS管是导通的
从示波器的测量看,我们可以通过三极管的基级控制信号的高低,从而控制12V的MOS管的通断,从而可以控制电源的通断。
输入是1.8V的时候,输出是12V,这时MOS管是导通的。

下面测量的是MOS管前面的电容C=680nF的测量波形,后级被控的电源的上升时间是多少,如图9

图9.jpg
图9
通过测量波形,可以看出上升的波形,电容就是MOS管栅极和那个电源之间的这个电容是680nF的时候,上升时间是590us,这个比之前没有加电容和电容是100nF的时候明显要大很多的,所以我们设计电路的时候,如果对后面被控电源的上升时间有要求或者说后面的负载比较大的时候,我们要适当的增加这个电源的平缓度,就是说增加它的上升时间时,我们可以适当增加这个MOS管栅极的这个电容,让电源上升的时候更加平缓。这就是MOS管上升平缓的基本控制方法原理。


通过以上分析和测试波形,了解了电源的软启动电路的PMOS控制方法和基本原理,希望对大家在进行对电源模块控制的时候能有所帮助。



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