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  • 開關電源設計的場效應管有什么作用
    • 發(fā)布時間:2021-06-11 16:13:34
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    開關電源設計的場效應管有什么作用
    說到場效應管的長相恐怕我就不用貼圖了,在電路圖中它常用
    場效應管
    表示,關于它的構造原理由于比較抽象,我們是通俗化講它的使用,所以不去多講,由于根據(jù)使用的場合要求不同做出來的種類繁多,特性也都不盡相同;我們在 mpn 中常用的一般是作為電源供電的電控之開關使用,所以需要通過電流比較大,所以是使用的比較特殊的一種制造方法做出來了增強型的場效應管(MOS 型),它的電路圖符號:
    場效應管
    仔細看看你會發(fā)現(xiàn),這兩個圖似乎有差別,對了,這實際上是兩種不同的增強型場效應管,第一個那個叫 N 溝道增強型場效應管,第二個那個叫 P 溝道增強型場效應管,它們的的作用是剛好相反的。前面說過,場效應管是用電控制的開關,那么我們就先講一下怎么使用它來當開關的,從圖中我們可以看到它也像三極管一樣有三個腳,這三個腳分別叫做柵極(G)、源極(S)和漏極(D),mpn 中的貼片元件示意圖是這個樣子:
    場效應管
    1 腳就是柵極,這個柵極就是控制極,在柵極加上電壓和不加上電壓來控制 2 腳和 3 腳的相通與不相通,N 溝道的,在柵極加上電壓 2 腳和 3 腳就通電了,去掉電壓就關斷了,而 P 溝道的剛好相反,在柵極加上電壓就關斷(高電位),去掉電壓(低電位)就相通了。
    我們常見的 2606 主控電路圖中的電源開機電路中經常遇到的就是 P 溝道 MOS 管:
    場效應管
    這個圖中的 SI2305 就是 P 溝道 MOS 管,由于有很多朋友對于檢查這一部分的故障很茫然,所以在這里很有必要講一下它的工作原理,來加深一下你的印象。
    圖中電池的正電通過開關 S1 接到場效應管 Q1 的 2 腳源極,由于 Q1 是一個 P 溝道管,它的 1 腳柵極通過 R20 電阻提供一個正電位電壓,所以不能通電,電壓不能繼續(xù)通過,3v 穩(wěn)壓 IC 輸入腳得不到電壓所以就不能工作不開機。
    這時,如果我們按下 SW1 開機按鍵時,正電通過按鍵、R11、R23、D4 加到三極管 Q2 的基極,三極管 Q2 的基極得到一個正電位,三極管導通(前面講到三極管的時候已經講過),由于三極管的發(fā)射極直接接地,三極管 Q2 導通就相當于 Q1 的柵極直接接地,加在它上面的通過 R20 電阻的電壓就直接入了地,Q1 的柵極就從高電位變?yōu)榈碗娢唬琎1 導通電就從 Q1 同過加到 3v 穩(wěn)壓 IC 的輸入腳,3v 穩(wěn)壓 IC 就是那個 U1 輸出 3v 的工作電壓 vcc 供給主控,主控通過復位清 0,讀取固件程序檢測等一系列動作,輸處一個控制電壓到 PWR_ON 再通過 R24、R13 分壓送到 Q2 的基極,保持 Q2 一直處于導通狀態(tài),即使你松開開機鍵斷開 Q1 的基極電壓,這時候有主控送來的控制電壓保持著,Q2 也就一直能夠處于導通狀態(tài),Q1 就能源源不斷的給 3v 穩(wěn)壓 IC 提供工作電壓!SW1 還同時通過 R11、R30 兩個電阻的分壓,給主控 PLAY ON 腳送去時間長短、次數(shù)不同的控制信號,主控通過固件鑒別是播放、暫停、開機、關機而輸出不同的結果給相應的控制點,以達到不同的工作狀態(tài)。
    mpn 中常見的場效應管多是 P 溝道的,在它的上面經常見到的印刷標志是:A2sHB、212T、212N、076A、AOGH、N57T、R1SG、S016J、S026I 等。
    場效應管
    上圖是一個有主控控制耳機有沒有聲音輸出的電路圖,聲音的左右聲道分別通過隔直流電容 C13、C14 和電阻 R51、R52 送到耳機孔,但是在電阻 R51、R52 和耳機孔之間卻接入了一個 N 溝道的 mos 場效應管,這個場效應管的柵極連接在一起受著 MUTE 的控制,當 MUTE 的地方處于高電位時候,Q4、Q5 導通,就會把聲音通過 Q4、Q5 入地,耳機里就不會有聲音了,當 MUTE 的地方處于低電位時候,Q4、Q5 關斷,聲音就只有通過耳機而發(fā)出聲音了。
    場效應管
    上面這個圖是瑞芯微 2608 主控常見的電源開機電路,它與 2606 主控的電源開機電路有什么不同?你是不是發(fā)現(xiàn)比 2606 主控的電源開機電路多了一個 MOS 場效應管?這兩個源極相連的場效應管與 2606 開機電路的一個場效應管有什么不同?
    場效應管的柵極控制是有一個原則的:P 溝道的柵極控制電壓必須是相對源極輸入高低電位來說的,所以在電路中源極和漏極是不能接反的,即源極必須接輸入,漏極必須接輸出,如果接反了就不能正常工作,mpn 電路中,當 usb 接入的時候,必須要立即切斷電池供電改換由 usb 供電,才能正常工作,如果不能切換電池供電,usb 就不能正常工作(無法識別),2606 主控的電路切換指令是由主控發(fā)出的,使用的是電池電源控制即電池回路,所以用一個場效應就能夠控制了。
    仔細看一下 2608 的電路中電源切換是靠三極管 Q7 控制的,Q7 的導通與截至是由 usb 電壓來控制的,這是另一組電源,這組電源要想控制一個有極性的場效應管是不行的,所以我們就用兩個 MOS 場效應管,源極相連聯(lián)結成一個無極性場效應管就達到了雙電源控制的目的。
    大家可以參考學習一下我的這篇“淺談 mpn 鋰電保護板原理”的文章,由于鋰電保護板的保護動作也常常有兩組電源——內電源和充電的外電源兩組電源控制,所以常用的 5N20V 就是一個 N 溝道雙場效應組合塊,其原理和這里的兩個源極相連的場效應管的原理是一樣的。
    在 mpn 中,三極管多為做電子開關來使用,這樣有一個特點來判別:2 腳(npn 型)或者 3 腳(pnp 型)是接地的,場效應管沒有任何一個腳是直接接地的!穩(wěn)壓 IC 絕對 1 腳是接地的,3 腳是正電輸入,2 腳是穩(wěn)壓輸出。但注意的是這只是一般,不是絕對!
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