【典范电路】限流掩护电路图文阐发-KIA MOS管
信息来历:本站 日期:2022-04-07
下图是一个典范的限流掩护电路,本文阐发一下其任务道理和限流掩护机制。
图 1 典范限流掩护电路
Q1 和 Q2 组成互锁电路,即 Q1 导通时 Q2 停止,Q2 导通时 Q1 停止。
在上电以后,这两个晶体管的导通畅序由 C1-R2-R3,C2-R1 决议。即在上电以后,因为电容两头电压不能渐变,Q1 的基极电压将由电容 C1 负极电压 VCC 颠末 R2,R3 逐步减小至 0V;而 Q2 的基极电压将由 C2 负极电压 VCC 颠末 R1 逐步减小至 0V。
经由进程计较能够得悉,Q1 的基极电压为 0 时,须要 20ms 的时候,而 Q2 的基极电压为 0 时,只须要 3ms 的时候,也便是说 Q2 的基极电压的降落速率是 Q1 的 7 倍。是以,Q2 将先于 Q1 导通,Q2 导通以后,Q1 停止。
图 2 Q1 和 Q2 基极电压的变更时候
别的,该限流掩护电路在限流掩护状况下不能规复,固然 Q1 处于导通状况,输入电压也为 VCC,可是因为 R2 串连此中,以是驱动才能很是小,若是能让电路规复,可增添 R4。
图 1 中的三极管能够换为 P 沟道 MOSFET IRLML5203,图 3 是示波器抓取的限流电路任务波形,C1 是 Q1 的基极电压,C2 是 Q2 的基极电压,C3 是输入电压,C4 是电源电压 VCC=12V。
图 3 限流电路启动时的波形
按照上图能够看出,在上电以后,Q1 和 Q2 的基极电压刹时到达电源电压,随后 Q1 和 Q2 的基极电压均降落,只是 Q2 的基极电压降落的较快,约莫在 300us 的时候,Q2 导通,输入端起头有电压,随后 Q2 基极电压延续降落,直至电压为 0V,在此时代 Q1 基极电压被拉高。
下图是输入对地短路环境时电源上电的波形图:
图 4 限流掩护电路的掩护机制波形
当输入对地短路时,上电以后,还是 Q2 先导通,随后电源对地短路,电源电压急剧降落并反弹(电源电压急剧降落进程中,Q1、Q2 和电源电压的降落速率为 Q2>Q1>电源电压,申明电容 C1 和 C2 还在延续放电)。
电源电压反弹以后,Q1 和 Q2 的基极电压均再次降落,Q2 的降落速率仍快于 Q1,直至 Q1 导通,Q2 停止,电源电压规复一般,Q1 和 Q2 的基极电压也由 C1 和 C2 充电规复一般,最初,Q1 的基极电压降至 0V,Q2 的基极电压降低至 VCC。
差别电源电压的掩护特征
上面将电源电压设置为 3.3V,测试限流掩护电路的任务环境和掩护机制:
差别 P 沟道 MOSFET 的掩护特征
上面将 P 沟道 MOSFET 换为驱动才能更小的 BSS84PW,电源电压 VCC=12V,测试限流掩护电路的任务环境和掩护机制:
在任务中输入对其余电源短路环境上限流掩护电路的掩护机制
在电源电压 VCC=12V 与一个小的电源电压(3.3V 或 5V)短路,测试限流掩护电路的掩护机制。
图 10 输入与 3.3V 电源短路
这类环境下,Q1 处于停止状况,Q2 一向处于导通状况,输入 12V 电压,也便是说 12V 电压将 3.3V 的电压拉高了。
限流掩护电路的器件选型
按照上述阐发的限流掩护电路的任务道理能够得出:
1. P 沟道 MOSFET 或 PNP 三级管的驱动才能要大于负载的任务电流,小于被掩护电源芯片的输入电流;
2. 阻容的挑选要保障 Q2 的导通时候小于 Q1 的导通时候,整体的切换时候要适合,减小该限流掩护电路的呼合时候。
3. 若是要同时掩护对地短路和对小电源电压掩护的环境,能够在输入端串接一个二极管,二极管对电源形成的压降要知足负载的请求。
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