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

时间:2024-03-27 13:29:44

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
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
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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VB<VC,三极管不导通,VGS的电压由R13与R14分压控制,VS>VG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。