电路设计之36V 自动断电和防浪涌电路

news2025/1/12 18:38:16

1. 电路图纸

2. 解释防浪涌功能怎么实现的

1. 首先当电源上电的一瞬间是电容C1 是相当于短路的。（电容的充电状态。电容充电相当于短路状态）

2. 当上电的一瞬间是有浪涌的。

3.当上电的瞬间有浪涌的，此时电容C1 相当于短路，所以MOS 管 U2 的源极（S）和栅极(G)的电压差 Vgs = 0 V （0V 左右）， MOS管源极(S)连接漏极(D)的通道是关闭的。然后电流流过电阻R12 给电容缓慢充电，在这个过程中电容C1两端的电压缓慢升高。（电容充电状态）最后电容C1 短路（充电完成）。

4. 所以电容 C1 的负极的电压，随着时间的变化逐渐降低最后保持一定的数值。（数值等于电源电压减去12V，因为 D6 是12V稳压二极管）

5. 在这个过程中因为 MOS管源极(S)和漏极(D)的连接通道在上电瞬间的时候关闭,然后逐渐缓慢的打开，所以这个设计有防止浪涌的功能。

1. 电容充电放电文章的链接：关于对电容充放电时间的详细讲解_电容放电时间-CSDN博客

2. 稳压二极管知识的文章链接：【精选】电子电路学习笔记（12）——稳压二极管-CSDN博客

3. 稳压二极管知识的文章链接：稳压二极管_百度百科 (baidu.com)

4. MOS管的自己查太多了。

3. 详细讲解一下电路

3.1 电路知识（有错误评论一下，我会快速改正）

1. 首先在 Q1三极管正常的情况下 PNP三极管的集电极和基极之间是没有电流的。

2. 三极管 Q2 之间NPN三极管没有打开，所以 R2 电阻只有非常细小的电流经过。因为电阻R1 会有分压，所以Q1 三极管基极的电压 接近电压源（输入电压-0.1 ~ 输入电压-0.44V）。因为 NPN 三极管的压差（集电极电压 - 基极电压）大于开启电压（0.7V）就行了。不然集电极会和发射极导通。（这里 PNP三极管集电极电压大于基极电压，三极管导通的看一下链接的知识）

3. 加上 MOS管栅极附近的电压有稳压二极管稳压所以电压等于输入电压 - 12V。(稳压二极管的资料得知)

4. 所以 MOS 管是打开的， Vgs < -2V （-2 v 由MOS管的资料所得），源极（s）于漏极（D）是导通的。

5. 所以输出电压等于输入电压。

6. C2 ，C3的容值这么大，一是要滤波，二是要为之后的电容放电设计做准备。

7. D3 稳压二极管稳压为 30V,

8. D2 稳压二极管稳压为 4.7V

3.2 相关资料

1. NPN三极管知识链接：(6 封私信 / 66 条消息) 关于PNP三极管的输出电压问题？ - 知乎 (zhihu.com)

2. Q1 三极管资料：Microsoft Word - SOT-23 MMBT5401 .doc (szlcsc.com)

3. Q2 三极管资料：Microsoft Word - MMBTA42_SOT-23_.doc (szlcsc.com)

4. MOS管资料：0FE30C9EB94EDC40121DD057972B11B5.pdf (szlcsc.com)

5. D3 ，D2稳压二极管资料：ZMM系列 JSM (szlcsc.com)

6. D1 稳压二极管资料：MMSZ2V4T1 - Zener Voltage Regulators (szlcsc.com)

4. 36V 自动断电功能保护电路

4.1 自动断电功能电路实现的介绍（有错误评论一下，我会快速改正）

1. 电源输入达到 36V ， MOS管缓慢打开，C1,C2 两个电阻的电压缓慢升高（缓慢只是一个形容词，形容一个过程，而不是一个形容这个过程总共用的时间）

2. 当我们的C1,C2 两端的电压到达 36V。

3. 这个时候 D2, D3 的状态就和之前不同了。因为稳压二极管在电压比自己的阈值高的时候电流会变大。（观看下面的稳压二极管资料）

4. 因为 D2,D3 的动态电阻变小，电流变大，所以R6,R7 之间的电压增长，电流变大

5.导致Q2 NPN 三级的基极电压增大，大于0.7V, Q2三极管导通.

6. Q2 导通导致 R1，R2 那条路有电流经过，所以Q1 的基极电压减小。（本来不导通，电压接近电源电压，但是导通之后电压肯定下降，下降程度大于2V（我不确定多少所以写大于2V））

7. 此时 Q1 集电极电压比基极电压大的比较多，所以 Q1 PNP 三极管导通，集电极和发射极导通，此时因为存在压降，所以C4 电容放电, MOS管的栅极（G）的电压升高。逐渐接近输入电压， MOS管关闭。

8. MOS管关闭， MOS管漏极没有电压输入，所以C2,C3 放电，MOS管漏极的电压逐渐降低，最后降到32V 左右（±2），稳压二极管流通的电流变小， Q2 关闭。

9. Q2 关闭， Q1 也会关闭。

10. Q1 不导通， C4 会充电， MOS栅极的电压会降低。

11. MOS 栅极电压降低，最后会导致MOS管缓慢打开（缓慢是指流通的电子由少变多）， C2,C3 充电， MOS管漏极（D）电压变高.。最后达到36V 又进行下一次36V 断电过程。所以这样可以保护电路。