通常情 况下,在正电源中用PMOS,在负电源中使用NMOS。 下图是用NMOS 搭建的一个-48V 电源缓启动电路,我们来分析下缓启动 电路的工作原理。 1).D1 是嵌位二极管,防止输入电压过大损坏后级电路; 2).R2 和C1 的作用是实现防抖动延时功能,实际应用中R2 一般选20K 欧姆,C1 选4.7uF 左右; 3).R1 的作用是给C1 提供一个快速放电通道,要求R1 的分压值大于D3 的稳压值,实际应用中,R1 一般选10K 左右; 4).R3 和C2 用来控制上电电流的上升斜率,实际应用中,R3 一般选200K 欧姆左右,C2 取值为10 nF~100nF; 5).R4 和R5 的作用是防止MOS 管自激振荡,要求R4、R5lt;Cgd),所 以栅-漏极的总电容C’gd=C2+ Cgd,由于相对于C2 来说,Cgd 略不计,所以C’gdC2,MOS管栅极的开启电压为Vth,正常工作时,MOS 源电压为Vw(此电压等于稳压管D3的嵌位电压),电容C1 充电的时间常数 t=(R1//R2//R3)C1,由于R3 通常比R1、R2 大很多,所以t(R1//R2)C1。 下面分三个阶段来分析上述电压缓启动电路的工作原理: 第一阶段:-48V 电源对C1 充电,充电公式如下。 Uc=48*R1/(R1+R2)[1-exp(-T/t)],其中T 是电容C1 电压上升到Uc 的时间,时间常数t=(R1//R2)C1。所以,从上电到MOS 管开启所需要的时间为: Tth=-t*ln[1-(Uc*(R1+R2)/(48*R1))] 第二阶段:MOS 管开启后,漏极电流开始增大,其变化速度跟MOS dVgs/dt,其中gfm 为MOS 管的跨导,是一个固定值,Idrain 为漏极电流,Vgs 为MOS 件也是由此而来的。第三阶段:当漏源电流Idrain 达到最大负载电流时,漏源电压也达到饱和, 同时,栅源电压进入平台期,设电压幅度为Vplt。由于这段时间内漏源电流Ids 保持恒定,栅源电压Vplt=Vth+(Ids/gfm),同时,由于固定的栅源电压使栅极 电流全部通过反馈电容C’gd,则栅极电流为Ig=(Vw-Vplt)/(R3+R5),由于R5 相对于R3 可以忽略不计,所以Ig(Vw-Vplt)/R3。因为栅极电流IgIcgd,所以,Icgd=Cgd*dVgd/dt。由于栅源电压在这段时间内保持恒定,所以栅源电压和 漏源电压的变化率相等。故有:dVds/dt=dVgd/dt=(Vw-Vplt)/(R3*C2)。 由此公式可以得知,漏源电压变化斜率与R3*C2 的值有关,对于负载恒定的 系统,只要控制住R3*C2 的值,就能控制住热插拔冲击电流的上升斜率。 缓启动阶段,栅源电压Vgs,漏源电压Vds 和漏源电流Ids 的变化示意图如 下所示。 在0~t1 阶段,肖特基二极管D2 尚未开启,所以Vgs 等于0,在这段时间内, -48V 电源通过R3、R5 对C2 充电,等C2 的电压升高到D2 的开启电压,MOS 栅极电压开始升高,等栅源电压升高到MOS管的开启电压Vth 时,MOS 漏源电流Ids开始增大,等MOS 管的栅源电压升高到平台电压Vplt 流Ids也达到最大,此时,漏源电压Vds 进入饱和,开始下降,平台电压Vplt 结束时,MOS 管完全导通,漏源电压降到最低,MOS 管的导通电阻Rds 最小。