保护电路的分析

只看该作者 · 2019-4-4 15:00

【不懂就问】
一款输出短路保护的电路分析
首先Vcc上电，C2 C3被充电，Q2Q3由于电容隔离直流没有基极信号，于是Q2Q3都导通
然后由于OUT输出有了，于是Q2的基极电位被抬高，Q2截止，Q3继续导通？
当OUT输出短路时，Q2导通了，然后Q3被截止？
这样理解吗？

1万 · 2019-4-4 16:52

这两个三极管构成一个“**”单元。
上电时，C3充电快很多，Q3先导通，Q2将不会导通。（ON状态）
过载到达一定时长，C2充电使Q2导通，Q3关断，**单元状态转换。（OFF状态）

只看该作者 · 2019-4-6 19:24

戈卫东发表于 2019-4-4 16:52
这两个三极管构成一个“**”单元。
上电时，C3充电快很多，Q3先导通，Q2将不会导通。（ON状态）
过载到达 ...

谢谢明白了电路双稳态的内容

只看该作者 · 2019-4-8 09:22

king5555 发表于 2019-4-7 10:27
由于有RC时间的空窗期，因此不是良好的短路保护或跳脫，仍然有可能损坏Q3。负载短路有两种:上电前已经短 ...

谢谢你的提醒

只看该作者 · 2019-4-21 15:29

学习了

只看该作者 · 2019-5-3 22:18

戈卫东发表于 2019-4-4 16:52
这两个三极管构成一个“**”单元。
上电时，C3充电快很多，Q3先导通，Q2将不会导通。（ON状态）
过载到达 ...

上电瞬间，C2,C3正端负端的电势都为VCC，然后是电容下端电荷泄放过程，不是C2更快吗？（因为(R4+R5）*C2时间常数小于R3*C3时间常数，所以C2负极放电更快。也就是说Q2的基极电压下降的更快，即Q2的Vbe先到达-0.7V，所以Q2先导通，随后Q3才导通。

掉电瞬间，C2,C3负端的电势都为-VCC（C2,C3正极都为0电势），然后是C2下端电荷先泄放完，即C2负极比C3负极先到达0电势。所以Q3后关闭。
比较混乱，是这样理解吗？请大神指导，谢谢！！！

1万 · 2019-5-3 22:32

xiaxingxing 发表于 2019-5-3 22:18
上电瞬间，C2,C3正端负端的电势都为VCC，然后是电容下端电荷泄放过程，不是C2更快吗？（因为(R4+R5）*C2 ...

再算算？

只看该作者 · 2019-5-13 14:35

戈卫东发表于 2019-5-3 22:32
再算算？

如图1，一个PMOS管参与的过压保护电路
采用稳压管VT1为5.1V稳压，这样可以将电路的过压保护点设置在5.8V
但是自己有如下问题
【1】如果将图1的PMOS管反接，即DS极反接，成为如图2所示。
那么在电压上电时，Vin岂不是可以通过PMOS的体二极管直接导通到Vo？就达不到过压保护的作用了？
【2】图1的电路是不是即是过压保护电路，也起到防止电源Vin反接的作用？
【3】在图1中，若输入电压在0-5.1V之间时，PNP是不导通的，那么从Vin经过A点到PNP发射极的电压，一直等于从Vin经过R1、R2送至PNP基极的电压吗？
【4】电阻R1的作用是稳压管VT1的限流电阻，电阻R2是为PNP门极限制电压所用，电阻R4是PMOS管栅极所必须的串联电阻，为栅极限制电压，R4有没有和GS间电容组成LC滤波电路的作用？同时R3的作用是什么呢？

图1

图2

只看该作者 · 2019-5-13 19:32

shaorc 发表于 2019-5-13 14:35
如图1，一个PMOS管参与的过压保护电路
采用稳压管VT1为5.1V稳压，这样可以将电路的过压保护点设置在5.8V
...

【1】是的，PMOS管不能反接，这样没有意义
【2】这个电路没有防反接的作用
【3】输入低于5.1V，VT1和PNP都没导通，按照理论，这几点量出来的电压一样（设计者的目的）
【4】多说几句
首先R1，不能简单理解为限流电阻。你想想，VT1稳压二极管要导通起作用稳压在5.1V，那么流过的电流，大概至少要2mA（SOD123封装，封装更大就需要电流更大），如果没有R1电阻的存在，单靠PNP这个管子导通的基极电流，这是很困难，不靠谱的
R1和R3，都有分担稳压二极管的导通电流的意图。有R1的存在，R3其实没什么必要留着。
其次，在实际使用中，不要简单把VT1当成一个开关，低于5.1V就不导通，它是有IV曲线的。如果R1的值取的太大，你会发现即使不到5.8V，可能也会触发过压保护。
R4没有什么滤波电路的考虑；
R2是为了保护PNP和VT1，当VIN太高时，高于5.8V的时候限流保护。

只看该作者 · 2019-5-14 09:09

hensonman 发表于 2019-5-13 19:32
【1】是的，PMOS管不能反接，这样没有意义
【2】这个电路没有防反接的作用
【3】输入低于5.1V，VT1和PNP ...

谢谢，追问一下
【1】你的意思是，在输入Vin为达到5.1V时，PNP不导通，是说A和B点的电位相等吗？
但是B点是经过电阻R1后才到B点，B点电位不应该比A点电位低一些吗？

【2】电阻R1的取值很重要，我想知道如何计算的。还有我的PMOS管如何选型
如果现在要做5.8V的过压保护的话。谢谢

1万 · 2019-5-14 09:57

shaorc 发表于 2019-5-14 09:09
谢谢，追问一下
【1】你的意思是，在输入Vin为达到5.1V时，PNP不导通，是说A和B点的电位相等吗？
但是B点 ...

你需要把需求明确下来，再考虑器件选用。比如，输入电压可能的范围是什么？负载电流有多大？

只看该作者 · 2019-5-14 10:45

shaorc 发表于 2019-5-14 09:09
谢谢，追问一下
【1】你的意思是，在输入Vin为达到5.1V时，PNP不导通，是说A和B点的电位相等吗？
但是B点 ...

看起来，你好像没有太多实际经验哦
【1】没有错的，但是你要知道，B点电位比A点电位低一些的前提是什么？有电流流过R1，也就是稳压管是微微导通的，也即是稳压管的电阻不是无穷大。这个时候相当于R1和稳压管的电阻对Vin分压，当Vin越低于5.1V时，稳压管的电阻就越大，B点的电位就越接A点。
【2】楼上说的没错，设计电路先要知道你的明确需求。
当然，第一步，先认识清楚R1和VT1

只看该作者 · 2019-5-14 11:58

hensonman 发表于 2019-5-14 10:45
看起来，你好像没有太多实际经验哦
【1】没有错的，但是你要知道，B点电位比A点电位低一些的前提是什么？ ...

是啊谢谢指导
对于9楼的图1
输入额定就是5V了，但是要确保过压输入时可以保护，12V输入时要可以保护，即我采用PMOS断开电路
明白保护原理，但是几个电阻的取值不太会
R1的取值是要保证流过稳压管VT1最大电流小于规定值，这个明白如何计算
但是R3和R4的取值如何操作呢？

只看该作者 · 2019-5-14 13:17

shaorc 发表于 2019-5-14 11:58
是啊谢谢指导
对于9楼的图1
输入额定就是5V了，但是要确保过压输入时可以保护，12V输入时要可以保护，即 ...

【1】第一步，看R1和VT1，你要保证输入Vin在5.8V以及以上的时候，稳压二极管VT1是稳压工作的，那么去找VT1的规格书，看看要稳住5.1V左右需要至少多少电流，然后来算R1应该取值多大。
【2】第二步，去掉R3。
设计合适的PNP集电极电流，你这个设计需求，这里可选的余地很大。例如R4取值560K，那么保护电路起作用时，R4流过的电流大概0.01mA，由此大概推算PNP的基级电流，低一个数量级1uA应该足够。
反过来看R2，当输入电源Vin大于5.8V时，R2两端的电压= Vin - PNP导通电压0.6V-稳压二极管5.1V，以Vin=5.8V为例，此时R2两端电压0.1V，前面我们估计至少1uA的基级电流，那么R2取值就要小于100K。
好了，说了这么多，基本思路可以这样。这电路用起来要求不高，真的要用，大概会把R2取值在几K，R4取值在几百K，R3就不要了，R1几百欧

只看该作者 · 2019-5-14 13:39

hensonman 发表于 2019-5-14 13:17
【1】第一步，看R1和VT1，你要保证输入Vin在5.8V以及以上的时候，稳压二极管VT1是稳压工作的，那么去找VT ...

非常感谢现在好好琢磨琢磨

只看该作者 · 2019-5-14 13:59

hensonman 发表于 2019-5-14 13:17
【1】第一步，看R1和VT1，你要保证输入Vin在5.8V以及以上的时候，稳压二极管VT1是稳压工作的，那么去找VT ...

例如R4取值560K，那么保护电路起作用时，R4流过的电流大概0.01mA，由此大概推算PNP的基级电流，低一个数量级1uA应该足够。

这个地方我琢磨了一下，
要确定R4，
首先，我选择的PMOS的型号要确定，由于5V是过压保护点，所以选择Vds为10-15V的MOS管
其次，而且电路保护起作用时，PNP管已经导通，流过R4的电流等于（5.8V-0.7V）/R3，是这样计算吧？您为什么为选取560K举例呢？
再次，把上面计算出的电流，除以PNP三极管的放大倍数，得到PNP的基极电流
最后，用R2上的电压除以PNP基极电流，计算出R2，即（5.8V-0.7V-5.1V）/PNP基极电流？
这个思路对吧

只看该作者 · 2019-5-16 14:43

学习下

只看该作者 · 2019-5-19 10:28

xiaxingxing 发表于 2019-5-3 22:18
上电瞬间，C2,C3正端负端的电势都为VCC，然后是电容下端电荷泄放过程，不是C2更快吗？（因为(R4+R5）*C2 ...

反了吧

只看该作者 · 2019-5-19 10:36

shaorc 发表于 2019-5-13 14:35
如图1，一个PMOS管参与的过压保护电路
采用稳压管VT1为5.1V稳压，这样可以将电路的过压保护点设置在5.8V
...

Q1是什么型号？给出的5.8V能使Q1导通吗？

只看该作者 · 2019-5-19 10:45

shaorc 发表于 2019-5-13 14:35
如图1，一个PMOS管参与的过压保护电路
采用稳压管VT1为5.1V稳压，这样可以将电路的过压保护点设置在5.8V
...

R2不是为PNP门极限制电压，而是和R3一起为PNP提供基极工作电压。

保护电路的分析

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