電路分析：PMOS開關電路介紹

概述

負載開關電路日常應用比較廣泛，主要用來控制后級負載的電源開關。此功能可以直接用IC也可以用分立器件搭建，分立器件主要用PMOS加三極管實現。本文主要討論分立器件的實現的細節。

電路分析

如下圖所示R5模擬后級負載，Q1為開關，當R3端口的激勵源為高電平時，Q2飽和導通，MOS管Q1的VGS

提出問題

當Q1導通上電瞬間電容兩端電壓不能突變會出現很高的沖擊電流。此電流很可能會損壞MOS管或者觸發前級電源的過流保護，所以此沖擊電流并不是我們想要的。接下來給R3端口加單脈沖激勵源，觀察Q1(D)處的沖擊電流。

通過仿真觀察電流記錄數據圖表發現Q1(D)處的電流峰值為約20A，穩態電流為1A。峰值較大給電路造成很大壓力，接下來我們要想辦法將此沖擊電流降下來，保障電路的安全。

故障分析

MOS的可以等效成下圖右側的電路模型，

輸入電容Ciss=Cgs+Cgd，

輸出電容Coss=Cgd+Cds，

反向傳輸電容Crss=Cgd，也叫米勒電容

MOS的啟動波形

t0—t1階段

這個過程中，驅動電流ig為Cgs充電，Vgs上升，Vds和Id保持不變。一直到t1時刻，Vgs上升到閾值開啟電壓Vg（th）在t1時刻以前，MOS處于截止區。

t1—t2階段

t1時刻，MOS管開始導通，Id開始上升了。這個時間段內驅動電流仍然是為Cgs充電，Id逐漸上升，在上升的過程中Vds會稍微有一些下降，這是因為下降的di/dt在雜散電感上面形成一些壓降。

t2—t3階段

從t2時刻開始，進入米勒平臺時期，米勒平臺就是Vgs在一段時間幾乎維持不動的一個平臺。此時漏電流Id最大。且Vgs的驅動電流轉移給Cgd充電，Vgs出現了米勒平臺，Vgs電壓維持不變，然后Vds就開始下降了。

t3~t4階段

當米勒電容Cgd充滿電時，Vgs電壓繼續上升，直至MOS管完全導通。

從上述周期看出MOS管開啟過程主要受Cgs和Cgd共同影響。如果延長開啟過程主要是延長t1—t2階段和t2—t3階段，在負載確定的情況下主要是增大Cgs和Cgd等效電容來實現。

仿真實踐

在原有電路中加入C3和C4 100nF電容

仿真得出啟動時電流波形為，其中紅線為Q1的Vgs波形綠線為C4(1)測到的啟動電流波形

明顯對比之前不加C3、C4電容時啟動沖擊電流波形峰值下降，開通時間變長，并且尖峰后移。

調整C3和C4的值為1000nf時，效果更加明顯

實驗結論

實驗得出增加MOS的Cgs和Cgd可實現開通緩啟動功能，保護MOS不受到沖擊損壞。

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