這個電路該怎么設計？點評幾位兄弟的電路圖，第四個有點意思

硬件筆記本

9 }- n7 f# ^) k5 v+ ~* a點擊上方名片關注了解更多
- Z+ Y) @  K. h9 D5 k

" O7 Q$ z% G% ~' u1 ?* \大家好，我是王工。
在講電路之前，我想先說幾句。
1、首先感謝大家的評論，朋友圈差不多40來個兄弟在評論區(qū)給出意見，有幾個群里也在討論，還有幾個兄弟把圖發(fā)給我，一起琢磨。不管有沒有實現(xiàn)功能，這種自我思考的過程是挺有意思的。
2、做硬件電路，真的是要靠積累，沒有成千上萬個細節(jié)是做不好硬件的，所以都說硬件靠經(jīng)驗，不是沒有道理的。
* H/ X& z1 h* H7 _7 L1 F: F9 T1 o0 b3、本文的總結(jié)是好幾個兄弟提出來的，希望能夠收集大家的意見，看看別人是怎么想的，也希望能從中學到一點東西，一起學習，共同進步。
以下進入正題
- M  e: l- V$ B9 ^需求回顧：客戶在使用產(chǎn)品時，需要考慮DC12V和DC5V兩種電壓，可同時使用，也可單獨使用。那么可能出現(xiàn)三種情況：
, ?8 r, `& ~* g. z
5 e/ Z- i2 l0 s- s1 b9 q
# i2 }- K: F, T. K2 v1、只有DC12V輸入時，電路正常工作；
2、只有DC5V輸入時，電路正常工作；
3 D4 U5 }% }6 F( Z7 H3、當同時輸入DC12V和DC5V時，電路正常工作，且5V電壓不能影響12V電壓源，12V電壓也不能影響5V電壓源。


很多兄弟就會想：這個簡單，其實就是防反接，不是二極管就是MOS管，像上圖那樣最簡單。因為客戶需求電流比較大（max=8A），所以最好不要串二極管，不然二極管的功耗會很大，也可以選一個功率大些的二極管，但體積肯定很大，受限于功耗和板框大小，所以二極管不考慮。
總之，要設計一個最簡單的電路，但是要實現(xiàn)功能，用的元件最少，最可靠，這樣的產(chǎn)品才有競爭力。

) K3 v; `- M( ?( Z0 a# \9 o
# b0 Q$ X. q. m$ z; `4 {* T# L2 y% [電路點評：
電路1

這位兄弟應該是想通過控制三極管的通斷，進而控制PMOS的通斷。圖中三極管畫錯了，NPN畫成了PNP，且發(fā)射極應該連接在GND。
4 o# q( W$ o' P* R當DC12V輸入時，NPN三極管導通，引起PMOS導通，12V輸出。因為DC12V輸入，所以5V串聯(lián)的PMOS不通，同時體二極管會阻止12V灌入，5V接口無電壓流入。
9 @* a1 W" \% H當5V輸入時，通過PMOS體二極管輸出，PMOS本身是無法導通的，所以全部電流流過體二極管，要知道體二極管流過的電流是有限的，這個是有點問題的。
當兩組電壓同時輸入時，5V電壓串聯(lián)的PMOS也是無法開通的。
6 g, T* i/ f- c3 g' y總之，電路看起來簡單，但是沒有達到想要的效果。
; C# e7 L1 z5 M2 z( u; b電路2


當DC12V輸入時，順著二極管直接就輸出。且12V連接到PMOS柵極，柵極被拉高，PMOS關斷，體二極管會阻止12V灌入，5V接口無電壓流入。
* G& r7 m8 r7 v7 _! c8 ~; e" O6 s當DC5V輸入時，PMOS開通，5V電壓輸出，由于D1的存在不會倒灌進去DC12V接口。
& U( ~" Y  U+ M! q. K6 x, c9 s: \當兩組電壓同時輸入時，5V電壓關斷，PMOS的體二極管擋住12V過不來。
' C" W- Y2 t6 @# C, F圖中二極管D3，我覺得是多余的，而且會將PMOS的GS電壓鉗位在0.7V，導致管子無法開通。
* r9 v! {% R5 G, S# A
0 T' q( l2 a: M+ Q電路3

  }; H9 ~% H2 l8 M2 s
7 U$ |& z9 R8 D7 L7 \" R% p% I乍一看，這個電路感覺有點復雜，用了5個MOS管。三種情況供電，兩組電壓各自回路上的PMOS都會自動打開，因為柵極直接到地，都會形成倒灌，所以這個功能沒有實現(xiàn)。
0 {0 C2 @4 s  s( I' F# z
) ?9 c1 M) c! n電路4

! `5 a6 e8 g' P" z7 R這個兄弟設計的電路挺好玩的，巧妙的用了一個6V的穩(wěn)壓二極管，這個二極管的作用很大，給人一種不一樣的感覺，很有意思。
" W; G% K/ D7 Y當DC12V和5V同時輸入時，穩(wěn)壓二極管D9導通，三極管Q4基極就有了電壓（＞0.7V），Q4導通，這時三極管Q3的基極電壓就會拉低，Q3截止，進而Q1，Q2截止，5V斷開，同時體二極管會阻止12V的倒灌。
簡單說，就是兩組電壓同時輸入時，會斷開5V，自動選擇高端電壓DC12V供電。
- D$ k+ U  x# y! x( x# y但是該電路有一個弊端和一個不確定性。
弊端：只有5V供電時，12V接口也會有5V電壓。
5 |& N8 d5 |+ p不確定性：當先插上5V后，再插入12V時，12V可能會直接倒灌入5V電壓。怎么講？12V上電后，路徑12V→D9→Q4，這個回路會把5V拉低從而使兩個MOS截止。如果在截止前12V過來，就會直接倒灌入5V電壓源。
) S3 |, r7 l: _: s; h) u& H1 t/ D
電路5

/ O, a- t7 a+ O' B0 s* C+ c這位兄弟設計的電路，按理說應該可以達到要求，電路簡單。

+ x( {" t. g0 Q' J& O+ l電路6以下這個圖就是我設計的，跟上面兄弟的電路差不多。經(jīng)過上面的分析后，相信大家應該也明白怎么回事了，大家嘗試自己分析一下。主要思路就是想達到一個自鎖的功能，即：當兩路電源同時供電時，關掉其中一路電源，且MOS內(nèi)部的寄生二極管阻斷另一路電源過來（圖中阻值可忽略，可調(diào)）。我跟一個朋友討論過這個電路，應該沒有什么問題，但是不確認實際使用時會不會出現(xiàn)沒有考慮到的地方，如果有疑問，歡迎一起討論。
% n) `" w; y( {5 X0 X; [& Z

電路7
! b' k' w, Y* ?0 G# W; R% v8 Z) p
) b* X% Z" B7 H0 L2 g; y這位兄弟的電路據(jù)說已經(jīng)量產(chǎn)了千萬次以上，完全沒問題，稍加修改，幾乎跟我的電路一樣。
  Q, T5 a) r' d% A
# t3 t2 i8 f1 v( M電路8

$ d3 [2 A* V* {0 Q* @這是我那天在地鐵上，無意想到的另一個電路，思路跟上一個電路差不多，大家可自行分析，如果有疑問，歡迎一起討論。

電路9還有位兄弟推薦了一款芯片LM74610-Q1，這個芯片主要就是用來驅(qū)動外部MOS管，串聯(lián)電源時可模擬理想二極管，也就是說串聯(lián)回路基本可以看成零壓降，這一點特別友好。
) V) c( E& N  C/ Z
, G" }  `6 u% ]3 J5 T9 o
& n7 A0 q8 P. [) x如果大家要用的話，具體的大家去看一下手冊，里面的原理，參數(shù)，包括參考電路，layout都有講。這里主要提一點：外部MOS選型的時候，體二極管壓降最小電壓為0.48V。為什么會有這個要求呢？那是因為電壓從0V到0.45V上升的這期間，會給電容Vcap充電，然后這個芯片才會正常工作，從而驅(qū)動NMOS打開。如果外部體二極管壓降太小，芯片可能就無法正常工作。
7 \  u: k) M( m9 ]5 ?- V2 A

# Q7 @  S! S6 S4 V這個芯片雖好，但有兩個弊端：
1 a9 |, v6 e& c  D) G1、價格太高，對于成本有要求的，可能不太適用。

" s  V+ x/ z' X2 w# E# }0 b
9 I" T3 ^! H: H. ]5 s2 G9 e# S6 B2、應用場景比較狹窄，只用在這種特殊場合。如果你用的項目不多，且量不大，基本上沒什么優(yōu)勢。

* E% Z2 f* t, L& b$ T6 q以上都只是對電路進行一個粗略的分析，也可能有我沒有考慮到的地方，實際使用還有待驗證，請勿直接使用，畢竟沒有量產(chǎn)過，硬件出錯成本可是很高，本文旨在拋磚引玉。
% a; ]0 @6 ?1 ?7 {) p# r如果你對以上電路有疑問，或還有更好的想法，請留言評論或加我微信私聊，謝謝！
% o: Z/ z4 C8 z: C* v/ L

聲明：
0 P; ^6 F% X" ?8 Z7 }5 Z' r聲明：原創(chuàng)不易，轉(zhuǎn)載請注明出處。本號對所有原創(chuàng)、轉(zhuǎn)載文章的陳述與觀點均保持中立，推送文章僅供讀者學習和交流。文章、圖片等版權歸原作者享有，如有侵權，聯(lián)系刪除。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術咨詢 請加微信：woniu26a推薦閱讀▼
0 e. V" _: ]$ G2 ]7 W. _% l電路設計-電路分析
emc相關文章
電子元器件
/ {; O8 \! U8 x后臺回復“加群”，管理員拉你加入同行技術交流群。