电源过压保护电路,各元器件参数选择
本文的电路与电源过压保护电路,PMOS无法关断的问题探索是一样的,但其选型不一定合适,这里将参数的选择进一步做一个说明,之前看到一个观点:电路都是计算出来的。也就是小到每个电阻电容的值都是经过计算的,这样自己设计的电路才能了如指掌,知道其优缺点在哪里,才能做到心中有数,当然本人与其相差远不止十万八千里,只能是尽量看齐!
先把图贴出来
1. Q2–开断输入输出电压
1.1 Id:这里要选择漏极电流能满足后级电路要求的,按照降额20%来计算,Id = I/0.8
1.2 Rds:选择导通电阻小的,几十毫欧比较好,此值与Vgs有关,Vgs越大导通电阻越小
2. R4–Q2 Vgs分压电阻
2.1:首先需要知道Q1 PNP的集电极-发射极的饱和导通电压Vce(bat)
2.2:预估最大的输入保护电压VIN(max)
2.3:设定流过R4的电流Ir4(Ic(bat)),根据Q1集电极-发射极对应饱和电压Vce(bat)下集电极饱和电流Ic(bat)设定
2.4:R4 = (VIN(max) – Vce(bat)) / Ir4(Ic(bat))
2.5:根据W = Ir4*Ir4*R4选择满足功率的封装,功率同样要预留余量,不然电阻就会烧坏
3. R3–Q2 Vgs分压电阻
3.1:正常工作时的VIN
3.2:Q2导通时的Vgs,一般选取Rds最小的Vgs
3.3:根据 Vgs = VIN*R4 / (R3 + R4),计算出R3
3.4:根据 Ir34 = VIN / (R3 + R4),计算出Ir34
3.5:根据W = Ir34*Ir34*R3选择满足功率的封装,功率同样要预留余量
4. Q1–控制Q2开断
4.1:选择小的集电极-发射极饱和电压Vce(bat),需要满足Vce(bat) < Vgs(th),此Vgs为Q2的Vgs的阈值电压,如果不满足此要求,从原理上分析,即使Q1导通,因为此时Vgs已经达到导通条件,所以无法关闭,起到保护作用
4.2:Vbe(bat):个人认为没有特别的讲究,一般也就零点几伏
5. R2–发生过压时,D1的限流电阻
5.1:得到稳压二极管D1的稳压值Vd1.n
5.2:Q1的Vbe(bat),要与前面的Vce(bat)对应,根据Datasheet中参数或者图标对应
5.3:预估最大的输入保护电压VIN(max)
5.4:与Vce(bat)对应的基极电流Ib
5.5:R2 = (VIN(max) – Vbe(bat) – Vd1.n) / Ib
5.6:根据W = Ib*Ib*R2选择满足功率的封装,功率同样要预留余量
6. D1
6.1:VIN(ovp):开始保护的电压
6.2:Vd1.n = VIN(ovp) – Vbe(bat)
6.3:根据Vd1.n选择合适的稳压二极管,其实这里是有点问题的,应该是先确定稳压二极管,再来确定Q1的参数,当然并没有固定的顺序,更多的是不断来会调
7. R1–D1的限流电阻,且提供Q1的基极偏置电流
7.1:VIN(ovp):开始保护的电压
7.2:Iz:D1稳压二极管稳定工作时的电流
7.3:R1 = VIN(ovp) / Iz
7.4: 根据W = Iz*Iz*R1选择满足功率的封装,功率同样要预留余量
针对R1的选择,可能还有些需要考虑的地方!这里提到的Vgs、Vbe都是指绝对值。