一种基于功率MOSFET的开关电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于功率MOSFET的开关电路，包括输入电源、开关和功率MOSFET，所述的电源通过开关连接功率MOSFET的源极，功率MOSFET的漏极为输出端并连接电容，所述的开关前端设有外设供电引脚，所述的功率MOSFET为P型MOSFET，该电路还包括：第一调节子电路，所述的第一调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压低于设定阈值时工作于饱和区，所述的电容小电流充电；第二调节子电路，所述的第二调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压大于设定阈值时工作于线性区，所述的电容大电流充电。与现有技术相比，本发明专利技术避免了外设供电引脚电压的大幅跌落，保证了开关电路供电的可靠性。路供电的可靠性。路供电的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于功率MOSFET的开关电路


[0001]本专利技术涉及一种开关电路，尤其是涉及一种基于功率MOSFET的开关电路。

技术介绍

[0002]目前很多电源板上功率电路用功率MOSFET做开关电路。如图1所示为常见的开关电路的等效电路图，图中S1为开关，Q1为功率MOSFET。R1为电路中的等效寄生电阻，功率MOSFET后端设有大容值电容C1。在开机瞬间，即开关S1闭合，此时进行大电流充电，由此VDD1电压严重跌落，如图2所示为开机电压波形。此时若通过VDD1给其他电路供电，由于VDD1电压严重跌落，将会出现较大的问题。
[0003]因此，如果解决上述开关电路在开机瞬间电压跌落的问题是本专利技术研究的重点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于功率MOSFET的开关电路。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于功率MOSFET的开关电路，包括输入电源、开关和功率MOSFET，所述的电源通过开关连接功率MOSFET的源极，功率MOSFET的漏极为输出端并连接电容，所述的开关前端设有外设供电引脚，所述的功率MOSFET为P型MOSFET，该电路还包括：
[0007]第一调节子电路，所述的第一调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压低于设定阈值时工作于饱和区，所述的电容小电流充电；
[0008]第二调节子电路，所述的第二调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压大于设定阈值时工作于线性区，所述的电容大电流充电。
[0009]优选地，所述的第一调节子电路包括电压基准电路，所述的电压基准电路的输入端连接功率MOSFET的源极，电压基准电路的输出端连接功率MOSFET的栅极。
[0010]优选地，所述的电压基准电路包括TL431组成的电压基准电路。
[0011]优选地，所述的第二调节子电路包括分压模块和调节MOSFET，所述的分压模块与电容并联，所述的分压模块设有分压输出引脚，所述的分压输出引脚连接调节MOSFET的栅极，所述的调节MOSFET漏级连接功率MOSFET的门极，所述的调节MOSFET的源极接地。
[0012]优选地，所述的分压模块为电阻分压模块，包括依次串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述的第一分压电阻和第二分压电阻的串联连接点为所述的分压输出引脚。
[0013]优选地，所述的调节MOSFET为N型MOSFET；
[0014]优选地，输出端电压的设定阈值为输入电源电压的10％。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0016](1)本专利技术通过两个调节子电路来调节功率MOSFET的工作状态，从而能够有效防止开机时外设供电引脚的电压严重跌落，保证了电路供电的可靠性；
[0017](2)本专利技术第一调节子电路设置为电压基准电路，使得功率MOSFET工作于饱和区，
功率MOSFET的栅源极电压V
GS
钳位于小电压，从而进行小电流充电，开关前端的等效寄生电阻上的压降小，外设供电引脚输出电压跌落幅值小，保证电路可靠供电；
[0018](3)本专利技术第二调节子电路通过分压模块和调节MOSFET进行组合，通过分压模块电阻的分压情况来调节MOSFET的工作状态，可以根据电路工作情况来调节功率MOSFET进入线性区的时间，从而调试灵活方便。
附图说明
[0019]图1为常见的开关电路的等效电路图；
[0020]图2为常见的开关电路的开机电压波形；
[0021]图3为本专利技术一种基于功率MOSFET的开关电路的电路示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本专利技术并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本专利技术并不限定于以下的实施方式。
[0023]实施例
[0024]如图3所示，本实施例提供一种基于功率MOSFET的开关电路，包括输入电源、开关和功率MOSFET，电源通过开关连接功率MOSFET的源极，功率MOSFET的漏极为输出端并连接电容，开关前端设有外设供电引脚，功率MOSFET为P型MOSFET，该电路还包括：
[0025]第一调节子电路，第一调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压低于设定阈值时工作于饱和区，电容小电流充电；
[0026]第二调节子电路，第二调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压大于设定阈值时工作于线性区，电容大电流充电，此处的充电电流跟MOSFET的导通阻抗相关，大部分应用场合是希望电流越大越好。
[0027]第一调节子电路包括电压基准电路，电压基准电路的输入端连接功率MOSFET的源极，电压基准电路的输出端连接功率MOSFET的栅极，电压基准电路包括TL431组成的电压基准电路，包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和TL431芯片，电压基准电路的组成为常规电路，具体如图3中所示。
[0028]第二调节子电路包括分压模块和调节MOSFET，调节MOSFET为N型MOSFET，分压模块与电容并联，分压模块设有分压输出引脚，分压输出引脚连接调节MOSFET的栅极，调节MOSFET漏级连接功率MOSFET的门极，调节MOSFET的源极接地。分压模块为电阻分压模块，包括依次串联的第一分压电阻(电阻R2)和第二分压电阻(电阻R6)，第一分压电阻(电阻R2)和第二分压电阻(电阻R6)的串联连接点为分压输出引脚。
[0029]本实施例开关电路的工作原理如下：
[0030]当S1合上的的时候，输入电源V1通过电阻R1、电阻R3、TL431芯片U1、电阻R4、电阻R5，电阻R3、TL431芯片U1、电阻R4、电阻R5组成的电压基准电路(即第一调节子电路)使功率MOSFET的栅极(Gate极)电压保持在一个固定电压，此时MOSFET的的V
GS
电压(栅极和源极的电压)固定，利用MOSFET的特性，MOSFET工作在饱和区的时候，其流过源极(source极)到漏级(drain极)的电流I
D
是固定的，I
D
和V
GS
相关，给后端的电容C1慢慢充电，当功率MOSFET的
漏级电压(即输出端电压)上升到设定值，此设定值通过电阻R2和电阻R6设定，则调节MOSFET(Q2)导通，让功率MOSFET(Q1)工作在线性区，功率MOSFET(Q1)作为开关使用，即可以通过大电流为后端电路供电。
[0031]本专利技术第一调节子电路设置为电压基准电路，使得功率MOSFET工作于饱和区，功率MOSFET的栅源极电压V
GS
钳位于小电压，从而进行小电流充电，开关前端的等效寄生电阻上的压降小，外设供电引脚输出电压跌落幅值小，保证电路可靠供电；第二调节子电路通过分压模块和调节MOSFET进行组合，通过分压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于功率MOSFET的开关电路，包括输入电源、开关和功率MOSFET，所述的电源通过开关连接功率MOSFET的源极，功率MOSFET的漏极为输出端并连接电容，所述的开关前端设有外设供电引脚，所述的功率MOSFET为P型MOSFET，其特征在于，该电路还包括：第一调节子电路，所述的第一调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压低于设定阈值时工作于饱和区，所述的电容小电流充电；第二调节子电路，所述的第二调节子电路控制功率MOSFET在开关闭合且输出端电压大于设定阈值时工作于线性区，所述的电容大电流充电。2.根据权利要求1所述的一种基于功率MOSFET的开关电路，其特征在于，所述的第一调节子电路包括电压基准电路，所述的电压基准电路的输入端连接功率MOSFET的源极，电压基准电路的输出端连接功率MOSFET的栅极。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏林，
申请(专利权)人：上海岭芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：