在電子應(yīng)用中,使用兩個(gè)PMOS管背靠背連接是常見(jiàn)的電路設(shè)計(jì),其主要目的是為了提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。
那么,兩個(gè)PMOS管背靠背連接,是串聯(lián)還是并聯(lián)?事實(shí)上,兩者都是,即存在串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。今天我們主要帶著以下二個(gè)核心展開(kāi)講解:
1. 串聯(lián)與并聯(lián)的電路設(shè)計(jì)的目的
2. 為什么不能只用一個(gè)PMOS?
2個(gè)PMOS并聯(lián),如圖
可以看到,當(dāng)Q1和Q2(PMOS)導(dǎo)通時(shí),左右兩邊+12V并聯(lián)增加電流,目的是為了提高VIN(輸出端)的帶載能力,用來(lái)給模塊供電。
在這里的兩個(gè)PMOS管用處就很清楚了:起到分流的作用,因?yàn)閂IN負(fù)載電流會(huì)比較大。
在這里對(duì)電路設(shè)計(jì)解釋:
控制信號(hào),也就是PHONE_POWER;
當(dāng)它輸出高電平時(shí),三極管Q3導(dǎo)通,兩個(gè)PMOS Q1和Q2導(dǎo)通,VIN輸出端會(huì)等于+12V;當(dāng)它輸出低電平時(shí),三極管Q3截止,兩個(gè)PMOS Q1和Q2截止,VIN輸出端會(huì)等于0V;
2個(gè)PMOS串聯(lián),如圖
可以看到兩個(gè)MOS管串聯(lián),對(duì)電路設(shè)計(jì)解釋:
控制信號(hào),也就是PHONE_POWER;
當(dāng)它輸出高電平時(shí),三極管Q3導(dǎo)通,兩個(gè)PMOS Q1和Q2導(dǎo)通,VIN輸入端會(huì)等于VOUT輸出端;
當(dāng)它輸出低電平時(shí),三極管Q3截止,兩個(gè)PMOS Q1和Q2截止,VIN輸出端會(huì)等于0V;
當(dāng)需要外接輸出端VOUT進(jìn)行調(diào)試時(shí),兩個(gè)PMOS管進(jìn)行關(guān)閉,可以防止輸出端VOUT的電流串到VIN輸入端處;如果沒(méi)有Q1,即輸出端VOUT電流從Q2的體二極管串到VIN輸入端處。
原理是體二極管的反向截止特性:Q1(左正右負(fù)),Q2(左負(fù)右正)
那么,為什么不能只用一個(gè)MOS管呢?
現(xiàn)在我們來(lái)討論下電路設(shè)計(jì):
假設(shè)VIN負(fù)載最大電流為1A,電路中并聯(lián)使用兩個(gè)PMOS,每個(gè)PMOS管的IDS電流就會(huì)在0.5A以上。
那么問(wèn)題來(lái)了,我們能保證兩個(gè)管子都是0.5A嗎?如果一個(gè)是0.7A,一個(gè)是0.3A或者一個(gè)0.6A,一個(gè)0.4A,那其中一個(gè)管子不就 因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而發(fā)熱甚至導(dǎo)致燒毀?
首先會(huì)想到的是,使用兩個(gè)RDS(on)同樣的MOS管,這樣流經(jīng)的電流就會(huì)一致了。
但 俗話說(shuō)得好,這個(gè)世界上沒(méi)有兩片完全相同的樹葉。MOS管也一樣,兩個(gè)管子同樣會(huì)存在制造工藝的差異以及其它參數(shù)的不一致。
這時(shí)候有沒(méi)有朋友想到我們發(fā)過(guò)的一期文章?就是MOS管的均流設(shè)計(jì)。
還是和MOS管的RDS(on)有關(guān),小編看到有朋友是這么說(shuō)的。
MOS管的RDS(on)和溫度是呈正系數(shù)關(guān)系,即隨著溫度的升高,RDS(on)會(huì)增大。
由于Q1流過(guò)的電流會(huì)比Q2大,所以Q1的溫升肯定比Q2高,這時(shí)候Q1的RDS(on)會(huì)增大,RDS(on)增大后,流過(guò)Q1的電流又會(huì)變小,形成一個(gè)完整的負(fù)反饋,并實(shí)現(xiàn)了均流。
不過(guò),想要更保險(xiǎn)起見(jiàn)的話,建議選擇MOS管時(shí)保有余量。比如VIN的最大負(fù)載是1A,那么兩個(gè)PMOS管就可以選擇0.6~0.7A的IDS。并且最好選擇一致的型號(hào)。
這種電路設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),微碧給大家簡(jiǎn)單進(jìn)行了以下整理:
1. 電流共享,避免電流過(guò)大損壞器件的風(fēng)險(xiǎn);
2. 增加開(kāi)關(guān)速度,兩個(gè)并聯(lián)能夠減小整個(gè)電路的開(kāi)關(guān)時(shí)間,電阻越小,開(kāi)關(guān)速度越快;
3. 降低電磁干擾,背靠背連接能夠減小開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾;
4. 提高電路的可靠性,當(dāng)一個(gè)PMOS管出現(xiàn)故障時(shí),另一個(gè)PMOS管仍然可以繼續(xù)工作;
5. 降低成本,選擇MOS管時(shí)可以在一定程度上降低總成本。
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