绝缘栅

缓启动电路的工作原理

发布时间:2022/7/22 14:40:11   
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通讯产物通常采取散开供电方法,各单板上采取DC/DC模块将-48V电源更动为其所需的5V、3.3V、2.5V等子电源。由于输入电压高,电源电路中又存在用于滤波和防范DIP的大电容,在单板插入上电时,会对-48V电源形成攻击,刹时大电流将形成-48V电源电压呈现跌落,或者影响到别的单板的寻常办事;同时,由于刹时大电流的原由,单板插入时在接插件上会形成显然的打火局面,这会引发电磁骚扰,并对接插件形成侵蚀。为了防范上述局面,-48V电源供电单板需求“迟缓”上电。一、缓启动电路的效用通讯装备产物单板上险些都在电源模块的输入端盘算有缓启动电路,缓启动电路的成效要紧有两个:1、推迟单板电源的上电时候:咱们的单板通常都请求援手热拔插,当单板插入子架时,单板插头和母板插针的来往是不不乱的,为了防范这类震颤的影响,也许在电源模块和母板电源之间加一个电路,使母板的电源推迟一段时候往后再加到电源模块。2、减小上电的攻击电流:由于单板电源都接有滤波电容,电源上电倏得跳变时由于电容的充电,会形成较大的攻击电流,形成母板电源电压震颤,跌落,以及激烈的电磁辐射,很简单对其余办事中的单板形成不良影响,假使能把电源的上电速率变缓一些,就可以灵验的减小这类影响。二、缓启动电路的办事旨趣电路的旨趣图:

缓启动电路由R39,R49,C7和Q31构成,Q31是绝缘栅型场效应管,也是缓启动电路最关键的器件。为了领会缓启动的旨趣,首先咱们往来头一下MOS管的一点根底学识。下图大概形色了模范的MOS管的迁徙特点:

MOS管的特点说明,当Vgs小于必要电压(Vth)时,DS极之间的电阻Rds是很大的,也许觉得开路,电流不能经由;当Vgs到达Vth时,MOS管起头导通,Rds随Vgs的补充快速减小。当Vgs到达必要的水平,Rds很小,也许觉得DS之间是类似短路的。Vth也许称之为开启电压(Voltage-Gatethreshold),通常为2-4V。在的缓启动电路中,电阻R39,R49和C7形成了分压式RC时候常数电路,C7并联在Q31的GS极之间,也即是Vc7=Vgs。当48V电源刚加到单板时,C7未充电,Vgs=0,MOS不导通,电源模块不供电。随后,48V经由R39,R49向C7充电,当C7的电压到达Vth时,MOS起头导通,这一阶段,实现的是延时上电的效用,推迟时候可由下式预算:Uin(R39/(R39+R49))(1-e-T/?)=Vth此中,T为推迟时候,Uin=48V,?为RC电路的时候常数,?=C7(R39//R49),Vth通常取4V。将旨趣图中数值代入盘算可知,推迟时候T约即是15.3ms。MOS管起头导通明,Vgs连续补充(直到12V左右),Rds快速减小,缓启动的输出电压慢慢抬高直到到与输入电压根底一致。电源模块起头办事,单板正式上电。在这一进程中,输出电压并不是倏得跳变到最高的,是以,大大减弱了攻击电流的骚扰。这一进程的时候与C7的充电速率,MOS的特点,负载特点都相干系,难以详细盘算,详细还需实测调动。三、实测波形剖析下图是缓启动的输入电压上电波形这是缓启动输入端在电源开关紧闭倏得的波形,也许看到画圆圈处的震颤,延续时候约1ms,假使是热拔插,这个震颤的幅度和延续时候都将或者更大。下图是缓启动的C7电压上涨波形也许看到,上电15ms后,C7电源上涨到约4V,与理论盘算值根底一致。下图是缓启动MOS管的D,S间电压波形。也许看到,在开关紧闭后的14ms之内,输入电压齐全加在MOS的DS两头,这与理论盘算值根底一致(由于MOS管的Vth并不必要是4V,有些过错是很寻常的),从14ms起头,Vds以指数方法下落,进程时候约4ms。下图是缓启动输出的电压波形。

也许看到,相比缓启动的输入电压上电波形,缓启动的输出电压不再有开关紧闭时的震颤,况且上电四周也特别显然,进程约4ms,完结了减小上电攻击的宗旨。

让咱们再把悉数的波形放在统暂时候轴上来较量一下,以下:也许看到,经由缓启动电路往后,单板现实供电电压Uout比输入电压Uin总计延时了快要20ms,不只消除了上电震颤,况且灵验减小了攻击。四、归纳1、缓启动的时候常数电路必要保证电容充电实现后其电压不能大于15V,由于通常大功率MOS管的G,S间击穿电压在20V左右,电压太高,会毁坏MOS管(目前不少单板上在电容两头并联了一个稳压管即是起这个效用的),然则也不该该低于10V,由于通常大功率MOS管的D,S间电阻Rds都需求Vgs到达10V后才到达最小值(通常在0.1ohm量级)。2、缓启动的推迟时候不能过长,原由有二。其一,推迟过长,热拔插时,单板接口记号线已联接,而电源仍未上电,会形成接口器件闩锁毁坏;其二,缓启动关键器件MOS管在从停止到导通更动的进程中倏得功耗是特别大的,假使电容充电过于迟缓,形成四周时候过长,MOS管将由于功耗过大而毁坏。延时通常取几十毫秒。证实:本文经做家受权转自“硬件电子工程师”,版权归原做家悉数。若有侵权,请关联咱们省略!?「实用请分享」?

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