这个电路该怎么设计？点评几位兄弟的电路图，第四个有点意思

硬件笔记本

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8 d6 ~1 @4 r( k, }3 i
大家好，我是王工。
9 m( J8 _3 ?' q5 g% O1 K在讲电路之前，我想先说几句。
- `9 T& U/ V. L/ g+ P1、首先感谢大家的评论，朋友圈差不多40来个兄弟在评论区给出意见，有几个群里也在讨论，还有几个兄弟把图发给我，一起琢磨。不管有没有实现功能，这种自我思考的过程是挺有意思的。
3 v8 W6 L: ~) K* }0 P) p$ d* q2、做硬件电路，真的是要靠积累，没有成千上万个细节是做不好硬件的，所以都说硬件靠经验，不是没有道理的。
3、本文的总结是好几个兄弟提出来的，希望能够收集大家的意见，看看别人是怎么想的，也希望能从中学到一点东西，一起学习，共同进步。
以下进入正题
需求回顾：客户在使用产品时，需要考虑DC12V和DC5V两种电压，可同时使用，也可单独使用。那么可能出现三种情况：
  o) c4 n0 I% N7 E7 _

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( `( g6 F: E/ U: w/ G6 n
' g3 M3 z$ y$ M8 t# }5 `1、只有DC12V输入时，电路正常工作；
+ V: q  `' {8 d9 I3 X2、只有DC5V输入时，电路正常工作；
% D' Z+ B1 O' N; R# t+ w6 H! ]3、当同时输入DC12V和DC5V时，电路正常工作，且5V电压不能影响12V电压源，12V电压也不能影响5V电压源。

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很多兄弟就会想：这个简单，其实就是防反接，不是二极管就是MOS管，像上图那样最简单。因为客户需求电流比较大（max=8A），所以最好不要串二极管，不然二极管的功耗会很大，也可以选一个功率大些的二极管，但体积肯定很大，受限于功耗和板框大小，所以二极管不考虑。
: }0 ], V. d- i0 Y( y, H5 J总之，要设计一个最简单的电路，但是要实现功能，用的元件最少，最可靠，这样的产品才有竞争力。
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3 I* }; U3 F+ H电路点评：
电路1
7 v7 j" b6 w; O: l6 o8 V

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( e3 D9 B/ \# k7 Z0 Y% T这位兄弟应该是想通过控制三极管的通断，进而控制PMOS的通断。图中三极管画错了，NPN画成了PNP，且发射极应该连接在GND。
当DC12V输入时，NPN三极管导通，引起PMOS导通，12V输出。因为DC12V输入，所以5V串联的PMOS不通，同时体二极管会阻止12V灌入，5V接口无电压流入。
当5V输入时，通过PMOS体二极管输出，PMOS本身是无法导通的，所以全部电流流过体二极管，要知道体二极管流过的电流是有限的，这个是有点问题的。
: G' @7 A+ {+ g/ x1 C当两组电压同时输入时，5V电压串联的PMOS也是无法开通的。
总之，电路看起来简单，但是没有达到想要的效果。
5 I( I) h0 J) |+ L  O' `' k电路2
4 J. f" `0 J) k' M$ I' T3 N+ a

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当DC12V输入时，顺着二极管直接就输出。且12V连接到PMOS栅极，栅极被拉高，PMOS关断，体二极管会阻止12V灌入，5V接口无电压流入。
$ S- Q- _$ L6 O/ [  ~当DC5V输入时，PMOS开通，5V电压输出，由于D1的存在不会倒灌进去DC12V接口。
当两组电压同时输入时，5V电压关断，PMOS的体二极管挡住12V过不来。
图中二极管D3，我觉得是多余的，而且会将PMOS的GS电压钳位在0.7V，导致管子无法开通。

9 ]- e) s3 i. j' g$ }电路3

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6 }: n9 a9 ?) b) c
乍一看，这个电路感觉有点复杂，用了5个MOS管。三种情况供电，两组电压各自回路上的PMOS都会自动打开，因为栅极直接到地，都会形成倒灌，所以这个功能没有实现。
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电路4
! M  Y" W3 V1 q' P" I6 w

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这个兄弟设计的电路挺好玩的，巧妙的用了一个6V的稳压二极管，这个二极管的作用很大，给人一种不一样的感觉，很有意思。
; P2 X6 F" \% F* k% @当DC12V和5V同时输入时，稳压二极管D9导通，三极管Q4基极就有了电压（＞0.7V），Q4导通，这时三极管Q3的基极电压就会拉低，Q3截止，进而Q1，Q2截止，5V断开，同时体二极管会阻止12V的倒灌。
简单说，就是两组电压同时输入时，会断开5V，自动选择高端电压DC12V供电。
但是该电路有一个弊端和一个不确定性。
弊端：只有5V供电时，12V接口也会有5V电压。
. w. b9 m# t) t: x不确定性：当先插上5V后，再插入12V时，12V可能会直接倒灌入5V电压。怎么讲？12V上电后，路径12V→D9→Q4，这个回路会把5V拉低从而使两个MOS截止。如果在截止前12V过来，就会直接倒灌入5V电压源。
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2 R1 m$ R# t1 [6 {( e电路5

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# T7 }2 E7 a- h7 a  i+ E4 ]这位兄弟设计的电路，按理说应该可以达到要求，电路简单。
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5 c: }" W7 q7 i/ I' F* A, B3 T5 Q电路6以下这个图就是我设计的，跟上面兄弟的电路差不多。经过上面的分析后，相信大家应该也明白怎么回事了，大家尝试自己分析一下。主要思路就是想达到一个自锁的功能，即：当两路电源同时供电时，关掉其中一路电源，且MOS内部的寄生二极管阻断另一路电源过来（图中阻值可忽略，可调）。我跟一个朋友讨论过这个电路，应该没有什么问题，但是不确认实际使用时会不会出现没有考虑到的地方，如果有疑问，欢迎一起讨论。
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0 d! e) a+ L/ _4 A! s1 T
电路7

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3 Q" A" c* V0 ^; D6 y% r5 B这位兄弟的电路据说已经量产了千万次以上，完全没问题，稍加修改，几乎跟我的电路一样。

电路8
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这是我那天在地铁上，无意想到的另一个电路，思路跟上一个电路差不多，大家可自行分析，如果有疑问，欢迎一起讨论。

! i( }% N# P  j+ D2 R电路9还有位兄弟推荐了一款芯片LM74610-Q1，这个芯片主要就是用来驱动外部MOS管，串联电源时可模拟理想二极管，也就是说串联回路基本可以看成零压降，这一点特别友好。

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1 R0 h6 I% C8 c! u4 X& f
如果大家要用的话，具体的大家去看一下手册，里面的原理，参数，包括参考电路，layout都有讲。这里主要提一点：外部MOS选型的时候，体二极管压降最小电压为0.48V。为什么会有这个要求呢？那是因为电压从0V到0.45V上升的这期间，会给电容Vcap充电，然后这个芯片才会正常工作，从而驱动NMOS打开。如果外部体二极管压降太小，芯片可能就无法正常工作。

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这个芯片虽好，但有两个弊端：
% o( X% [" b# q0 v' C. o1、价格太高，对于成本有要求的，可能不太适用。

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2、应用场景比较狭窄，只用在这种特殊场合。如果你用的项目不多，且量不大，基本上没什么优势。

以上都只是对电路进行一个粗略的分析，也可能有我没有考虑到的地方，实际使用还有待验证，请勿直接使用，毕竟没有量产过，硬件出错成本可是很高，本文旨在抛砖引玉。
  I# n) X- {& C  R如果你对以上电路有疑问，或还有更好的想法，请留言评论或加我微信私聊，谢谢！
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