PMOS管電路圖
PMOS管開(kāi)與關(guān)控制,實(shí)際是控制Vgs電壓,以達(dá)到控制電源開(kāi)關(guān);
電路圖(模擬測(cè)試)如下:
Key閉合前:PMOS輸出電壓 16.441MV
Key閉合后:PMOS輸出電壓 5V
實(shí)際電路:Key開(kāi)關(guān)是用MCU的GPIO代替來(lái)控制,MCU高電平時(shí)3.3V,GPIO輸出控制信號(hào)時(shí)需使用三極管。
PMOS高側(cè)電源開(kāi)關(guān)
NMOS做高側(cè)開(kāi)關(guān)的性能比較好,但因?yàn)橐黾宇~外的柵極驅(qū)動(dòng)IC,會(huì)使電路變得復(fù)雜,成本也會(huì)隨之提升。除開(kāi)電機(jī)控制和電源轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合,一般對(duì)開(kāi)通速度、導(dǎo)通內(nèi)阻、過(guò)電流能力 無(wú)細(xì)致需求的話(huà),PMOS無(wú)疑是做開(kāi)關(guān)的較好選擇。
近年來(lái)隨著MOS工藝的升級(jí),PMOS的參數(shù)還是較NMOS差,但導(dǎo)通內(nèi)阻<10m歐的PMOS型號(hào)越來(lái)越多了。PMOS做高側(cè)開(kāi)關(guān)的最大優(yōu)勢(shì),是不用電荷泵驅(qū)動(dòng),簡(jiǎn)單方便,還降低成本。
下圖是PMOS做高側(cè)開(kāi)關(guān)的電路,CONTROL為控制信號(hào),電平范圍為0~VCC。
CONTROL為0V時(shí),Vgs<導(dǎo)通閥值,PMOS開(kāi)通,負(fù)載工作。
CONTROL為VCC時(shí),Vgs>導(dǎo)通閥值,PMOS關(guān)斷,負(fù)載停機(jī)。
注意上圖這里的輸入信號(hào) CONTROL,其低電平要保證Vgs能使PMOS開(kāi)通;又要限制Vgs不能小于手冊(cè)上的最小允許電壓,以避免PMOS損壞。
但MCU或其他控制器的電平一般為固定的3.3V / 5V,而電路的VCC卻要在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。這就導(dǎo)致如果使用I/O口直接驅(qū)動(dòng)的話(huà),PMOS不能關(guān)斷,并且當(dāng)VCC較大時(shí),還會(huì)損壞MCU的I/O口。
所以PMOS做高側(cè)開(kāi)關(guān)時(shí),一般搭配一個(gè)小電流的NMOS或者NPN管,來(lái)做驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換。
如下圖,NMOS - Q3負(fù)責(zé)做電平轉(zhuǎn)換,來(lái)驅(qū)動(dòng)Q2 - PMOS的開(kāi)關(guān)。
當(dāng) CONTROL 為0時(shí),Q3關(guān)斷,Q2的G極電平被拉高為VCC,Q2 - PMOS關(guān)斷,負(fù)載停機(jī)。
當(dāng)CONTROL 為1,Q3開(kāi)通,Q2的G極電平被拉低為0,Q2 Vgs<導(dǎo)通閥值,PMOS開(kāi)通,負(fù)載工作。
如果VCC電壓很高,在PMOS開(kāi)通時(shí),導(dǎo)致Vgs超出了手冊(cè)中的Vgs允許范圍,也會(huì)造成PMOS的損壞。
為了避免損壞PMOS的柵極,在上面的電路中,添加一個(gè)穩(wěn)壓管和電阻,來(lái)達(dá)到鉗位的作用,使Vgs最小不低于-12V,以保護(hù)Q2的柵極。
注意:VCC電壓較高時(shí),需要重新計(jì)算各電阻的熱功耗,來(lái)確定合適的封裝,或者更改阻值。
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