RM的A型开发板中过压保护,反接保护,缓启动保护一体电路分析

先来看看我们要分析的保护电路,先上图:
这是源于大疆RM开发板A型的电源输入保护电路,我这里抄到AD上了
RM的A型开发板中过压保护,反接保护,缓启动保护一体电路分析_第1张图片分析之前我们有必要了解一下电源保护电路中的主角————MOS管,图为一个NMOS的各引脚名称。
RM的A型开发板中过压保护,反接保护,缓启动保护一体电路分析_第2张图片
图片中左图为NMOS,右图为PMOS
MOS管又分为PMOS和NMOS两种,图中的Q6为NMOS,Q4为PMOS,这两种MOS之前是有区别的:
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS

RM的A型开发板中过压保护,反接保护,缓启动保护一体电路分析_第3张图片反接保护的分析:
图中Q6的NMOS起反接保护的作用,其栅极G为4号脚,1,2,3号脚都为源极S,5号脚为漏极D。上面我们讲到,NMOS的导通特性就是VGS大于一定电压就会导通,默认是关闭状态。
图中的当电源正常接通时,电流通过R10这电阻到达4脚即G极,我们查阅PSMN1R4-40YLD的数据手册得,它的VGS导通电压为1.7V,D3稳压二极管的稳压为9.1V,VGS(即4,5脚之前)电压为9.1V,这个电压足以使Q6导通,并且这个稳压二极管还能避免输入电压过大导致MOS管被烧坏(这个MOS的VGS极限电压为±20V)。
图中当电源错误接入时VGS(即4,5脚)为负电压,NMOS在VGS为负压时关闭,从而切断,使电路发生断路,保护后级电路,实现反接保护

过压保护的分析
分析之前我们来了解下控制过压保护的主角——PNP型三极管
RM的A型开发板中过压保护,反接保护,缓启动保护一体电路分析_第4张图片
PNP型三级管的导通条件Ve>Vb>Vc,即发射极电位大于基极电位大于集电集电位.TPCA8122是一个PMOS型的MOS管,PMOS要导通则VGS必须是负电压(0电压也不行),分析如下:
RM的A型开发板中过压保护,反接保护,缓启动保护一体电路分析_第5张图片当电源正常接入时:MMSZ5255是一个28V的稳压管,当电源正常接入,稳压管不导通,R9与R11可以看做无任何电流流过,是断路,这样子就VBVG时,PMOS导通,电流正常流过。
当电源错误接入时:电源错误接入,此时Vin>Vbr,稳压管被击穿,其上电压为Vbr。PNP三极管Q5导通,VCE≈0,即PMOS管的Vgs≈0,PMOS管不导通,电路断路,即实现了过压保护。

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