MOS管导通,电源开关电路软启动功能有什么变化
电子设计宝典 2024-08-08


这是没有做软开启的电源电压,上升时十分陡峭。

这是加入了软开启,上升沿变得平缓。

而只要增加一个电容和一个电阻,就能实现电路的软启动功能.

当一个电源电压为5V时,负载为一个大容量电容,电源会瞬间开启,让电压瞬间上升达到5V,此时电容充电电流会非常大。如果将这个电源电压上升到2.5V,这个电流就会小很多,这个时候就需要软启动了。

带软开启功能的MOS管电源开关电路

软启动:让电源缓慢开启,以限制电源启动时的 浪涌电流。

分享一个网上看到的电路,它是利用电容C1的充电时间让MOS管导通,然后实现了软开启的功能。

【图1:框图中1个MOS管符号代表1个完整的MOS管电源开关电路】

【图2:电容C1、电阻R2实现软开启(soft start)功能】

当输入信号为低电平或者高阻时,电源+5V上电,Q2基极被拉低到地,三极管关闭,随后MOS管Q1关闭。

这是因为电源+5V还不稳定,电源无法打开向后级电路输出。

此时电源+5V刚上电,MOS管的G极和S极同等电势,也就是说Vgs=0,Q1关闭。

这里的R4电阻的作用是当输入信号为高阻时,避免Q2浮空。

当电源上电完成后,GS两端都为5V,Vgs保持为0

此时将输入信号设为高电平,大概3.3V,Q2的基极为0.7V,电流为0.26mA:

(3.3V - 0.7V) / 基极电阻R3 = 0.26mA

当Q2饱和导通,Vce≈0;

电容C1通过电阻R2充电,C1与G极相连端的电压由原本的5V缓慢下降为0V,Vgs电压逐渐增大;Q1MOS管缓慢打开,最后完全打开,Vgs=-5V,实现软开启。

这是MOS管打开时的电流流向:

电源打开后,+5V_OUT 输出为5V电压。此时将 Control 设为低电平,三极管Q2关闭,电容C1与G极相连端通过电阻R2放电,电压逐渐上升到5V,起到软关闭的效果。软关闭一般不是我们想要的,过慢地关闭电源,可能出现系统不稳定等异常。


当电容容量越大,电压越高,时间越短,电流就会越大,浪涌电流就会形成。

而这个电路利用电容C1的充电时间实现了MOS管Q1 的导通,实现了软开启的功能。

不过大电容只是形成浪涌电流的原因之一,其他负载也会引起浪涌电流。



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