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- s% p, w7 B3 C! Z5 M3 N点击上方名片关注了解更多
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大家好,我是王工。$ V( z$ @' S* |; _# ?0 |
一位同学在技术群里发了一道基础的面试题,各有各的说法,甚至还用上了AI,多个AI软件结果也不一致,群里意见都得不到统一,差点打起来了' R' U" C" J2 i7 D
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0 S6 |0 s" }$ f- M问:这个电路是干什么用的?为了大家看得更清楚,咱们把电路图单独拎出来看。
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, ]% h# u$ D2 b这电路很基础,大佬们看一眼就知道是咋回事了,本文的目的是照顾到大多数同学。
) @/ e$ \6 T* a3 V这个电路的作用,群里有三种说法:5 O2 l- V* ]$ j% V% `7 I. o3 U
说法1:这是一个三端稳压电路。说法2:这是一个防倒灌电路。说法3:这是一个防反接电路。2 |7 T8 d/ w5 m- J. S7 f- Y
这其实就是个MOS管开关电路,咱们做硬件的,MOS管肯定是一个绕不过去的槛,必须把它吃透了,才能更好的理解和运用我们的电路,有关MOS管的一些基础知识,我已经发表过很多文章,随意挑几个,大家可以再看看(直接点击如下标题进入)MOS管手册解读做硬件,必须要看懂MOS管手册超经典MOS管资料分享MOSFET的每个特性参数都讲透了,干货满满!# b4 m. G; |0 A3 {5 y6 x0 @
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8 v5 X1 `+ `& Z- v3 b# c它是三端稳压电路吗?
3 p! Z$ G& _: V2 C首先说,这肯定不是三端稳压电路,说它是三端稳压电路的同学,我猜他应该是这样想的:! {, f* G+ z2 G1 e, Y
第一,它有一个稳压二极管;第二,它跟我们的三端稳压电源的电路结构很像。
* {# D0 O$ m. G" f( z, d- V咱们来看一下正确的三端稳压电路,如下图所示。
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三端稳压电路也是一种线性稳压电源,它只能降压、稳压,不能升压。一般是在输入直流电压和负载之间串入一个三极管Q1,这个Q1实际工作在放大状态,通过自身承受一定的压降(最好不要使用在压降较大的场合,否则本身会发热严重),实现降压功能。3 U2 l( a. U2 n: d8 F. _2 c+ n
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这个稳压管的作用是使三极管的基极电压工作在某一个固定的值,电路输出电压的大小跟这个三极管的选型息息相关。这里不展开讲了,网上资料很多。
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那电路中的这个稳压二极管起到什么作用呢?
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9 y5 k1 ^. L+ q4 W) g我们打开图中所示型号FDMS86263P的MOS管规格书,它有一个很重要的参数,这里写的是VGS,电压范围在±25V之间。 d3 X* {) l# ?7 {& O4 B
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) e! `' A6 f8 D, H, u它表示MOS管的栅极和源极之间能够承受的最大电压值,超过此电压可能导致MOS管的栅极氧化层永久损坏。6 X- a6 v8 D8 H& N( [
为了避免这个问题的发生,有时候需要在MOS管的栅极和源极之间并联一个稳压二极管,起到一个保护MOS管的作用。2 ]: |! R2 l$ r0 E
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它是防倒灌电路吗?
% ~- r! [6 n- v. Y- K& C防倒灌简单说,就是防止电流从一个器件倒灌到另一个器件,从而保护整个电路系统稳定性和安全性。 3 @" p* i1 y6 o
# D# u- i% D4 _; w也就是电流可以从输入端VIN,正常流出到输出端Vout。, o/ x+ [3 n( ?% u
但电流不能从输出端Vout,反过来流入到输入端VIN。
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咱们这个是这样的吗?如图:
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: B& |) g: H6 j; [+ U从左到右,输入电压VIN,通过计算得出:) `* F' c/ ~& v! h* `
Vgs=Vg-Vs# ~; O5 h! i# Y& v8 w; @/ o) i
Vgs=9.6V -(16V)5 ^) {* z8 c+ S5 d9 ]
Vgs=-6.4V(<-2.9V,满足MOS管开启电压要求,正常输出)
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从右到左,电流通过输入电压VOUT,穿过MOS管Q1的体二极管,到电压VIN处。0 d5 s3 I- G0 v
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综上,该电路起不到防倒灌的作用。% u+ W! F& `3 L
关于防倒灌电路,大家可以参考我之前写过的文章(直接点击如下标题进入)
+ I3 U* y+ c2 C% x; [% M) y; _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 p3 W n0 g: n" [% m
搞硬件这么久,烧过MOS,烧过运放,烧过板子,但烧电脑主机这是第一次& {( `1 |6 k% t- Y, W, T
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它是防反接电路吗?
9 @/ p) ]/ H. T- `- S0 S, ` G$ _看到群里小伙伴的聊天记录,我发现很多人根本没搞清什么是防反接。
& M$ p0 \+ k" J6 Q6 S6 H$ \防反接的意思是:在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的正极,输入电源的负极,接板子的负极,在这种条件下,电路正常工作;在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的负极,输入电源的负极,接板子的正极,在这种条件下,电路正常工作。, B2 L5 |( V+ ?, W6 O2 y$ J
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b% p4 x7 U" o8 l9 M举个例子,像有些电源输入端是这种2.0间距端子,一般两个Pin为正极,两个pin为负极,虽说端子防呆,但还是有可能接错,所以很多场合都设计了防反接电路,这样就算正负接反了,电路也能正常工作。
; }) n p6 v. u! a回到我们的电路,在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的正极VIN,输入电源的负极,接板子的负极GND,在这种条件下,通过之前分析可以知道,电路正常工作。* _+ M( ~& K' Z8 I! m( G
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) x- a9 U9 f$ ^8 Y& l" [) a在电源的输入端,输入电源的正极,接板子的负极GND,输入电源的负极,接板子的正极VIN。2 |! C( ?5 D2 b
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. K2 w( k7 I5 E* m* s2 ~( z因为稳压管是16V的,正常输入电压为16V。
( q/ c8 {8 m Y6 U0 [& c可得出Vgs=Vg-VsVgs=6.4V-0Vgs=6.4V(>-2.9V,不满足MOS管开启电压要求,MOS管关闭,VOUT=0V)我后面仔细一想,其实以上算法不对,gs端被二极管钳位为Vgs=0.7V,这个电压也不满足MOS管的导通条件。
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综上所述:
/ C$ ?% O [! c当正接时,电路正常工作,VOUT=VIN1 e5 c( J+ c9 R" Y4 s
当反接时,电路不能正常工作,VOUT=0& r& V( k1 z: ?' {. P0 D
所以,该电路是防反接电路。如果这篇文章对你有帮助,别忘了点赞、收藏,并分享给更多需要的人!
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写在最后都说硬件工程师越老越吃香,这句话也告诉我们硬件也是需要积累的,王工从事硬件多年,也会不定期分享技术好文,感兴趣的同学可以加微信,或后台回复“加群”,管理员拉你加入同行技术交流群。
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