MOS管電源開關電路的案例
干貨｜由一個實例，講到MOS管電源開關電路的軟啟動
后來同事指點說，解決這個問題需要增加緩啟動電路，也叫軟啟動電路。
同事繼續解釋道：
這個電路的供電是由一個PMOS控制通斷的，軟啟動的設計是讓PMOS的導通時間變緩，電路上的做法是在PMOS的柵極和源極之間接一個合適的電容，PMOS的導通時間就會變緩了。
作者聽了同學的解答之后，在PMOS的柵極和源極之間接了一個電容，發現開機沖擊電流降下來了。
試了幾個不同容值的電容，對應的效果不一樣。最后作者選了一個合適的電容換上去，電池的開機沖擊電流降到了2.6A：
可惜作者在文章中沒有給出具體的原理圖。
不過從作者的描述來看，差不多就是我之前寫過的《帶軟開啟功能的MOS管電源開關電路》。只是電路參數有區別，能通過的電流、能承受的耐壓等不一樣，但是軟啟動的原理是一樣的。
作為上面案例的補充，讓我們重溫一下MOS管電源開關電路軟啟動的原理。下面用來講解的電路，以5V的電壓為例，一般控制1A左右的電流的通斷，已經大批量使用：
▲ 本文要講解的電路
電源開關電路，經常用在各“功能模塊”電路的電源通斷控制，是常用電路之一。
本文要講解的電源開關電路，是用MOS管實現的，且帶
軟開啟功能，非常經典。
既然帶“軟”開啟功能，不妨把這個電路理解為一個“軟”妹紙，讓咱們深入去了解她吧！
一、電路說明
電源開關電路，尤其是MOS管電源開關電路，經常用在各“功能模塊”電路的電源通斷控制，如下框圖所示：
▲ 框圖中“1個MOS管符號”代表“1個完整的MOS管電源開關電路”
在設計時，只要增加一個電容（C1），一個電阻（R2），就可以實現軟開啟（soft start）功能。
展開 干貨｜真實案例分享：MOS管電源開關電路，遇到上電沖擊電流超標
雖然緩啟動增加了上電延時，不過對于總開關來說沒有太嚴格的上電時序要求，也不算什么大問題。
不過沒完，這個緩啟動電路還會帶來另一個比較大的問題就是掉電延時，而且比上電延時要嚴重的多（這應該很容易想明白）。好在我這里是總開關，所以掉電延時也不是什么嚴重的問題，不過如果是用MOS管做嚴格的上下電時序控制，這就是個很嚴重的問題了。對時序控制要求高的場合，還是用專門的負載開關去處理吧，分立MOS開關搞起來就太折騰了。
當然這套簡單的緩啟動電路缺點還有不少，實際使用中還得根據實際情況進行調整，電路還會更復雜（比如在柵源間跨接二極管解決源極電源突然掉電又恢復時，電路鎖定在之前狀態的問題），這里就不再展開了。
實際電路中加入緩啟動電路再測試，和預期的一樣有很大改善。
來源：知乎|蔣宇辰
展開 分解開關電源中MOS管開關的全過程！
POWER MOSFET 等效模型
MOS管的驅動
在進行驅動電路設計之前，必須先清楚MOS管的模型、MOS管的開關過程、MOS管的柵極電荷以及MOS管的輸入輸出電容、跨接電容、等效電容等參數對驅動的影響。驅動電路的好壞直接影響了電源的工作性能及可靠性，一個好的MOSFET驅動電路的基本要求是：
開關管導通時，驅動電路應能提供足夠大的充電電流使柵源電壓上升到需要值，保證開關管快速開通且不存在上升沿的高頻震蕩。
開關管導通期間驅動電路能保證MOSFET柵源間電壓保持穩定使其可靠導通。
關斷瞬間驅動電路能提供一個低阻抗通路供MOSFET柵源間電壓快速瀉放，保證開關管能快速關斷。
關斷期間驅動電路可以提供一定的負電壓避免受到干擾產生誤導通。
驅動電路結構盡量簡單，最好有隔離 。
POWER MOSFET 驅動保護
1
// POWER MOSFET 驅動電阻的影響
驅動電阻增大，驅動上升變慢，開關過程延長，對EMI有好處，但是開關損耗會增大，因此選擇合適的驅動電阻很重要。
展開 【干貨分享】開關電源 MOS管損耗
8 體內寄生二極管反向恢復損耗Pd_recover
體內寄生二極管反向恢復損耗，指MOS體內寄生二極管在承載正向電流后因反向壓致使的反向恢復造成的損耗。
體內寄生二極管反向恢復損耗計算
這一損耗原理及計算方法與普通二極管的反向恢復損耗一樣。公式如下：
Pd_recover=VDR × Qrr × fs
其中：VDR 為二極管反向壓降， Qrr 為二極管反向恢復電量，由器件提供之規格書中查找而得。
減少MOS管損耗的方法
減小開關損耗一方面要盡可能地制造出具有理想開關特性的器件,另一方面利用新的線路技術改變器件開關時期的波形,如:晶體管緩沖電路,諧振電路,和軟開關技術等。
(1)晶體管緩沖電路(即加吸收網絡技術)
早期電源多采用此線路技術。采用此電路, 功率損耗雖有所減小,但仍不是很理想。①減少導通損耗在變壓器次級線圈后面加飽和電感, 加反向恢復時間快的二極管,利用飽和電感阻礙電流變化的特性, 限制電流上升的速率,使電流與電壓的波形盡可能小地重疊。②減少截止損耗加R 、C 吸收網絡, 推遲變壓器反激電壓發生時間, 最好在電流為0時產生反激電壓,此時功率損耗為0。該電路利用電容上電壓不能突變的特性,推遲反激電壓發生時間。為了增加可靠性,也可在功率管上加R 、C 。但是此電路有明顯缺點:因為電阻的存在,導致吸收網絡有損耗 。
(2)諧振電路
該電路只改變開關瞬間電流波形,不改變導通時電流波形。只要選擇好合適的L 、C ,結合二極管結電容和變壓器漏感, 就能保證電壓為0時,開關管導通或截止。因此, 采用諧振技術可使開關損耗很小。所以, SWITCHTEC 電源開關頻率可以做到術結構380kHz的高頻率。
(3)軟開關技術
該電路是在全橋逆變電路中加入電容和二極管。
展開 
應用在高效開關模式電源領域的普通功率MOS管-MOT10N65F
高效開關模式電源（Switch Mode Power Supply, SMPS）通過?高頻開關器件?（如MOSFET、IGBT）的快速導通與關斷，將輸入電能高效轉換為穩定輸出電壓。其核心在于?脈沖寬度調制（PWM）? 和?儲能濾波技術?，實現高效率（通常85%~95%）、小體積和輕重量。
工作要點：
開關動作?：開關器件在?全開（飽和區）? 和?全關（截止區）? 之間高速切換，功耗極低，僅在瞬態轉換時有損耗。
能量存儲與釋放?：利用?電感?和?電容?儲存能量并在開關關斷時釋放，平滑輸出電壓。
占空比控制?：通過調節導通時間（Ton）與周期（T）之比——?占空比D=Ton/T?，精確控制輸出電壓平均值。
高頻化?：工作頻率通常為?幾十kHz至幾MHz?，使變壓器、電感等磁性元件體積大幅減小。
普通功率MOS管（通常指?功率MOSFET?，即金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）是一種?電壓控制型?半導體器件，廣泛用于開關電源、電機驅動、電源管理等大電流、高效率場景。其核心工作原理基于?柵極電壓對導電溝道的調控?。
工采網代理的普通功率MOS管 - ?MOT10N65F?是一款 ?N溝道增強型功率 MOSFET?，專為高壓、高頻開關應用設計。憑借低柵極電荷、快速開關特性以及穩定血崩能力，廣泛適用于高頻開關電源、電子鎮流器、UPS等領域。
展開 干貨｜MOS管驅動電路設計，如何讓MOS管快速開啟和關閉？
關于MOS管驅動電路設計，本文談一談如何讓MOS管快速開啟和關閉。
一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅動的，不需要驅動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結電容存在，這個電容會讓驅動MOS變的不那么簡單。
下圖的3個電容為MOS管的結電容，電感為電路走線的寄生電感：
如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話，MOS管開關速度越快越好。因為開關時間越短，開關損耗越小，而在開關電源中開關損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動電路的好壞直接決定了電源的效率。
怎么做到MOS管的快速開啟和關閉呢？
對于一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那么MOS管開啟的速度就會越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那么MOS管關斷的速度也就越快。
展開 MOS管驅動電路設計，如何讓MOS管快速開啟和關閉？
關于MOS管驅動電路設計，本文談一談如何讓MOS管快速開啟和關閉。
一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅動的，不需要驅動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結電容存在，這個電容會讓驅動MOS變的不那么簡單。
下圖的3個電容為MOS管的結電容，電感為電路走線的寄生電感：
如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話，MOS管開關速度越快越好。
因為開關時間越短，開關損耗越小，而在開關電源中開關損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動電路的好壞直接決定了電源的效率。
怎么做到MOS管的快速開啟和關閉呢？
對于一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那么MOS管開啟的速度就會越快。
與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那么MOS管關斷的速度也就越快。
展開 MOS管驅動電路設計，如何讓MOS管快速開啟和關閉？
關于MOS管驅動電路設計，本文談一談如何讓MOS管快速開啟和關閉。
一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅動的，不需要驅動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結電容存在，這個電容會讓驅動MOS變的不那么簡單。
下圖的3個電容為MOS管的結電容，電感為電路走線的寄生電感：
如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話，MOS管開關速度越快越好。因為開關時間越短，開關損耗越小，而在開關電源中開關損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動電路的好壞直接決定了電源的效率。
怎么做到MOS管的快速開啟和關閉呢？
對于一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那么MOS管開啟的速度就會越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那么MOS管關斷的速度也就越快。
由此我們可以知道，如果想在更短的時間內把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅動電流。
大家常用的PWM芯片輸出直接驅動MOS或者用三極管放大后再驅動MOS的方法，其實在瞬間驅動電流這塊是有很大缺陷的。
展開 干貨 | MOS管驅動電路設計，如何讓MOS管快速開啟和關閉？
關于MOS管驅動電路設計，本文談一談如何讓MOS管快速開啟和關閉。
一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅動的，不需要驅動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結電容存在，這個電容會讓驅動MOS變的不那么簡單。
下圖的3個電容為MOS管的結電容，電感為電路走線的寄生電感：
如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話，MOS管開關速度越快越好。因為開關時間越短，開關損耗越小，而在開關電源中開關損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動電路的好壞直接決定了電源的效率。
怎么做到MOS管的快速開啟和關閉呢？
對于一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那么MOS管開啟的速度就會越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那么MOS管關斷的速度也就越快。
由此我們可以知道，如果想在更短的時間內把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅動電流。
大家常用的PWM芯片輸出直接驅動MOS或者用三極管放大后再驅動MOS的方法，其實在瞬間驅動電流這塊是有很大缺陷的。
展開 干貨｜MOS管驅動電路設計，如何讓MOS管快速開啟和關閉？
一般認為MOSFET（MOS管）是電壓驅動的，不需要驅動電流。然而，在MOS管的G極和S極之間有結電容存在，這個電容會讓驅動MOS變的不那么簡單。
下圖的3個電容為MOS管的結電容，電感為電路走線的寄生電感：
如果不考慮紋波、EMI和沖擊電流等要求的話，MOS管開關速度越快越好。因為開關時間越短，開關損耗越小，而在開關電源中開關損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅動電路的好壞直接決定了電源的效率。
怎么做到MOS管的快速開啟和關閉呢？
對于一個MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時間越短，那么MOS管開啟的速度就會越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時間越短，那么MOS管關斷的速度也就越快。
由此我們可以知道，如果想在更短的時間內把GS電壓拉高或者拉低，就要給MOS管柵極更大的瞬間驅動電流。
展開 干貨 | 電源工程師必須要掌握的開關電源電路圖
推薦閱讀
干貨｜8個開關電源layout經驗分享
干貨 | 如何降低PCBA焊接中表面張力和黏度？
干貨 | 40張動圖讓你秒懂傳感器
干貨 | 電機的旋轉原理和發電原理
在公眾號內回復您想搜索的任意內容，如問題關鍵字、技術名詞、bug代碼等，就能輕松獲得與之相關的專業技術內容反饋?？烊ピ囋嚢?！
由于微信公眾號近期改變了推送規則，如果您想經?？吹轿覀兊奈恼?，可以在每次閱讀后，在頁面下方點一個「贊」或「在看」，這樣每次推送的文章才會第一時間出現在您的訂閱列表里。
或將我們的公眾號設為星標。進入公眾號主頁后點擊右上角「三個小點」，點擊「設為星標」，我們公眾號名稱旁邊就會出現一個黃色的五角星（Android 和 iOS 用戶操作相同）。
聚焦行業熱點， 了解最新前沿
敬請關注EEWorld電子頭條
http://www.eeworld.com.cn/mp/wap
復制此鏈接至瀏覽器或長按下方二維碼瀏覽
以下微信公眾號均屬于
EEWorld（www.eeworld.com.cn）
歡迎長按二維碼關注！
EEWorld訂閱號：電子工程世界
EEWorld服務號：電子工程世界福利社
展開 
RS瑞森半導體MOS管在便攜式儲能電源上的應用
二、典型應用拓撲圖
從電路上分析，整個戶外電源的組成模塊如下：
各單元拓撲圖：
各單元拓撲圖：在這其中，出現頻率之高，讓人為之側目。不難看出，MOSFET這一功率器件，在戶外電源應用中占據關鍵地位，高品質的MOSFET，讓戶外電源的電氣品質進一步提升。
開關電源工作原理及電路圖
由于這種電路在開關管VT1導通時，通過變壓器向負載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出50－200Ｗ的功率。電路使用的變壓器結構復雜，體積也較大，正因為這個原因，這種電路的實際應用較少。
４．自激式開關穩壓電源
自激式開關穩壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關電源，也是目前廣泛使用的基本電源之一。
當接入電源后在R1給開關管VT1提供啟動電流，使VT1開始導通，其集電極電流Ic在L1中線性增長，在L2中感應出使VT1基極為正，發射極為負的正反饋電壓，使VT1很快飽和。與此同時，感應電壓給C1充電，隨著C1充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低，致使VT1退出飽和區，Ic開始減小，在L2中感應出使VT1基極為負、發射極為正的電壓，使VT1迅速截止，這時二極管VD1導通，高頻變壓器Ｔ初級繞組中的儲能釋放給負載。在VT1截止時，L2中沒有感應電壓，直流供電輸人電壓又經R1給C1反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導通，再次翻轉達到飽和狀態，電路就這樣重復振蕩下去。這里就像單端反激式開關電源那樣，由變壓器Ｔ的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。
自激式開關電源中的開關管起著開關及振蕩的雙重作從，也省去了控制電路。電路中由于負載位于變壓器的次級且工作在反激狀態，具有輸人和輸出相互隔離的優點。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源。
５．推挽式開關電源
推挽式開關電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。電路使用兩個開關管VT1和VT2，兩個開關管在外激勵方波信號的控制下交替的導通與截止，在變壓器Ｔ次級統組得到方波電壓，經整流濾波變為所需要的直流電壓。
這種電路的優點是兩個開關管容易驅動，主要缺點是開關管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大，一般在100-500Ｗ范圍內。
展開 干貨 | 全面解析開關電源各功能電路
2、DC 輸入濾波電路原理：
①輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4 為安規電容，L2、L3為差模電感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于 C6的存在Q2不導通，電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路現象，在起機的瞬間電流在RT1上產生的壓降增大，Q1導通使 Q2沒有柵極電壓不導通，RT1將會在很短的時間燒毀，以保護后級電路。
3
功率變換電路
1、MOS管的工作原理：
目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFET（MOS管），是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達105歐姆，MOS管是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。
2、常見的原理圖：
3、工作原理：
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器，和開關MOS管并接，使開關管電壓應力減少，EMI減少，不發生二次擊穿。在開關管Q1關斷時，變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制，因此是當前工作周波的電流限制。
展開 干貨 | 開關電源電路各種損耗的分析
07
變壓器繞組引起的損耗
繞組的層與層之間的分布電容的充放電損耗(分布電容在開關MOS管關斷時充電，在開關MOS管開通時放電引起的損耗。）
當測試mos管電流波形時，剛開啟的時候有個電流尖峰主要由變壓器分布電容引起。
改善方法:在繞組層與層之間加絕緣膠帶，來減少層間分布電容。
08
開關管MOSFET上的損耗
mos損耗包括：導通損耗，開關損耗，驅動損耗。其中在待機狀態下最大的損耗就是開關損耗。
