一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路[实用新型专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820885872.4
(22)申请日 2018.06.08
(73)专利权人 广州鲁邦通物联网科技有限公司
地址 510653 广东省广州市天河区大观路
95号科汇园F栋三楼
(72)发明人 张登峰　陈小军　
(74)专利代理机构 广州市科丰知识产权代理事
务所(普通合伙) 44467
代理人 龚元元
(51)Int.Cl.
H02M 1/32(2007.01)
H02M 1/36(2007.01)
(54)实用新型名称一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路(57)摘要本实用新型公开了一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，所述稳压器的输出端与第一MOS管的漏极连接，第一MOS管的栅极与第二MOS管的漏极连接，第二MOS管的栅极通过第六电阻与控制信号输入端连接，第一MOS管的栅极还与第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极通过第三电阻与稳压器的输出端连接并且第三MOS管的源极与地线连接；所述第六电阻两端并联第一二极管，所述第一二极管的正极与第二MOS管的栅极连接，所述所述第二MOS管的源极分别通过第五电阻和第六电容与第二MOS管的栅极连接，形成延迟控制电路。

本实用新型通过稳压器及三个MOS管形成上电缓启和断电快速泄放的电路，能够有效的提高产品质量，降低故障率
及综合成本。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 208241569 U 2018.12.14
C N 208241569
U
1.一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：包括用于与控制器连接的控制信号输入端(Vin -EN)、用于与外部电源连接的电源输入端(Vin)、分别与控制信号输入端(Vin -EN)和电源输入端(Vin)连接的稳压器(U2)，所述稳压器(U2)的输出端与第一MOS管(Q1)的漏极连接，所述第一MOS管(Q1)的源极与电源输入端(Vin)连接并且第一MOS管(Q1)的栅极与第二MOS管(Q2)的漏极连接，所述第二MOS管(Q2)的源极与地线连接并且第二MOS管(Q2)的栅极通过第六电阻(R6)与控制信号输入端(Vin -EN)连接，所述第一MOS 管(Q1)的栅极通过第七电阻(R7)与电源输入端(Vin)连接并且第一MOS管(Q1)的栅极还与第三MOS管(Q3)的栅极连接，所述第三MOS管(Q3)的漏极通过第三电阻(R3)与稳压器(U2)的输出端连接并且第三MOS管(Q3)的源极与地线连接，所述第三MOS管(Q3)的源极还通过第四电阻(R4)与第三MOS管(Q3)的栅极连接连接；所述第六电阻(R6)两端并联第一二极管(D1)，所述第一二极管(D1)的正极与第二MOS管(Q2)的栅极连接，所述第二MOS管(Q2)的源极分别通过第五电阻(R5)和第六电容(C6)与第二MOS管(Q2)的栅极连接，形成延迟控制电路；所述稳压器(U2)的输出端依次通过第二电阻(R2)和第一电阻(R1)与地线连接，所述稳压器(U2)的可调端与第二电阻(R2)和第一电阻(R1)的连接端进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述电源输入端(Vin)分别通过第二电容(C2)和第三电容(C3)与地线连接，所述稳压器(U2)的输出端分别通过第四电容(C4)和第五电容(C5)与地线连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述第二电容(C2)、第四电容(C4)和第五电容(C5)为10uF，第三电容(C3)为0.1uF。

4.根据权利要求1所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述第六电阻(R6)为50-150KΩ，第六电容(C6)为0.05-0.2uF，第五电阻(R5)为1MΩ。

5.根据权利要求1所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述电源输入端(Vin)通过限流电阻(R8)与稳压器(U2)的电源端连接并且限流电阻(R8)与电源输入端(Vin)的连接端通过第一电容(C1)与地线连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述第三电阻(R3)为100-150Ω。

7.根据权利要求1所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述第一电阻(R1)为7.68KΩ，第二电阻(R2)为24KΩ。

8.根据权利要求1所述的一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，其特征在于：所述第一二极管(D1)为双二极管。

权　利　要　求　书1/1页CN 208241569 U
一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电源开关领域，尤其涉及一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路。

背景技术
[0002]MOS是MOSFET的缩写。

MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。

在弱电板级供电系统中，MOS管以其便利的控制方式和优异的导通性能，常常被用作某一功能电路的电源开关；然而针对MOS开关电路的设计，通常是简单地利用MCU控制MOS管栅极(G极)。

[0003]而实际情况中，若MOS开关后端电路是容性负载，比如后端电路有较大的滤波电容，此时若简单地控制G极上电，将导致相当大的冲击电流，此冲击电流会瞬间拉低系统电压而导致系统出现工作异常，亦可能导致开关管过流损坏，以及EMC问题。

[0004]一种容易想到的，简单的解决办法是增大MOS管G极电阻，减缓MOS管G极电压上升的速率，从而增大MOS管在开关过程中从截止到完全导通的过渡时间，实现缓启；此方法确实可有效延长上电时间，但这会使MOS管处于过渡区时间过长，且此过渡区往往具有较大的电压差，从而导致MOS管要在缓启段承受较大的耗散功率，极端情况将会损坏MOS管。

另外，一些容性系统在断电后若马上上电，将导致不能正常重启而导致故障，这是因为断电后电容电量并没有及时泄放至重启电压以下，此时再上电将无法触发重启。

所以现有的控制MOS 开关的方式要么没有对断电后的电量泄放进行任何控制，仅仅是简单的切断供电，要么仅仅简单地在后级电源和地间引入固定的泄放电阻，无论上电还是下电，此电阻均要消耗能量。

所以现阶段需要一种能够实现可控的负载上电并且可在断电后加速电量泄放的电路设计，以满足快速上电和断电的需求，并且不会带来额外的能量损耗，以提高产品质量，降低故障率及综合成本。

实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是，提供一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，能够有效的提高产品质量，降低故障率及综合成本。

[0006]为实现该目的，提供了一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，包括用于与控制器连接的控制信号输入端、用于与外部电源连接的电源输入端、分别与控制信号输入端和电源输入端连接的稳压器，所述稳压器的输出端与第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的源极与电源输入端连接并且第一MOS管的栅极与第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极与地线连接并且第二MOS管的栅极通过第六电阻与控制信号输入端连接，所述第一MOS管的栅极通过第七电阻与电源输入端连接并且第一MOS管的栅极还与第三MOS 管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极通过第三电阻与稳压器的输出端连接并且第三MOS管的源极与地线连接，所述第三MOS管的源极还通过第四电阻与第三MOS管的栅极连接连接；所述第六电阻两端并联第一二极管，所述第一二极管的正极与第二MOS管的栅极连接，所述
所述第二MOS管的源极分别通过第五电阻和第六电容与第二MOS管的栅极连接，形成延迟控制电路；所述稳压器的输出端依次通过第二电阻和第一电阻与地线连接，所述稳压器的可调端与第二电阻和第一电阻的连接端进行连接。

[0007]优选地，所述电源输入端分别通过第二电容和第三电容与地线连接，所述稳压器的输出端分别通过第四电容和第五电容与地线连接。

[0008]优选地，所述第二电容、第四电容和第五电容为10uF，第三电容为0.1uF。

[0009]优选地，所述第六电阻为50-150KΩ，第六电容为0.05-0.2uF，第五电阻为1MΩ。

[0010]优选地，所述电源输入端通过限流电阻与稳压器的电源端连接并且限流电阻与电源输入端的连接端通过第一电容与地线连接。

[0011]优选地，所述第三电阻为100-150Ω。

[0012]优选地，所述第一电阻为7.68KΩ，第二电阻为24KΩ。

[0013]优选地，所述第一二极管为双二极管。

[0014]本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
[0015]本实用新型通过稳压器及三个MOS管形成上电缓启和断电快速泄放的电路，能够有效的提高产品质量，降低故障率及综合成本。

通过本实用新型能够降低设计成本和产品成本，提高产品可靠性，从而改善电磁兼容特性。

本实用新型通过能够对第六电阻和第六电容调整实现上电延迟时控制，并且能够通过对第三电阻的调整来调整断电泄放时间，从而满足具体的实际使用需要。

本实用新型通过设置限流电阻从而可以严格控制上电瞬间稳压器冲击电流的最大值，从而满足稳压器的工作需要。

附图说明
[0016]图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式
[0017]下面结合实施例，对本实用新型作进一步的描述，但不构成对本实用新型的任何限制，任何在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本实用新型的权利要求范围内。

[0018]如图1所示，本实用新型提供了一种基于MOS管实现上电缓启和断电快速泄放的电路，包括用于与控制器连接的控制信号输入端Vin-EN、用于与外部电源连接的电源输入端Vin、分别与控制信号输入端Vin-EN和电源输入端Vin连接的稳压器U2，稳压器U2的输出端与第一MOS管Q1的漏极连接，第一MOS管Q1的源极与电源输入端Vin连接并且第一MOS管Q1的栅极与第二MOS管Q2的漏极连接，第二MOS管Q2的源极与地线连接并且第二MOS管Q2的栅极通过第六电阻R6与控制信号输入端Vin-EN连接，第一MOS管Q1的栅极通过第七电阻R7与电源输入端Vin连接并且第一MOS管Q1的栅极还与第三MOS管Q3的栅极连接，第三MOS管Q3的漏极通过第三电阻R3与稳压器U2的输出端连接并且第三MOS管Q3的源极与地线连接，第三MOS 管Q3的源极还通过第四电阻R4与第三MOS管Q3的栅极连接连接；第六电阻R6两端并联第一二极管D1，第一二极管D1的正极与第二MOS管Q2的栅极连接，第二MOS管Q2的源极分别通过第五电阻R5和第六电容C6与第二MOS管Q2的栅极连接，形成延迟控制电路；稳压器U2的输出端依次通过第二电阻R2和第一电阻R1与地线连接，稳压器U2的可调端与第二电阻R2和第一
电阻R1的连接端进行连接。

电源输入端Vin分别通过第二电容C2和第三电容C3与地线连接，稳压器U2的输出端分别通过第四电容C4和第五电容C5与地线连接。

第二电容C2、第四电容C4和第五电容C5为10uF，第三电容C3为0.1uF。

[0019]第六电阻R6为50-150KΩ，第六电容C6为0.05-0.2uF，第五电阻R5为1MΩ。

第三电阻R3为100-150Ω。

根据实际上电缓启需要，第六电阻R6可以为50KΩ或60KΩ或80KΩ或100KΩ或120KΩ或150KΩ；第六电容C6可以为0.05uF或0.07uF或0.8uF或0.1uF或0.12uF或0.15uF。

根据实际断电快速泄放需要，第三电阻R3可以为100Ω或110Ω或120Ω或130Ω或140Ω或150Ω。

[0020]稳压器U2的接地端与地线连接，电源输入端Vin通过限流电阻R8与稳压器U2的电源端连接并且限流电阻R8与电源输入端Vin的连接端通过第一电容C1与地线连接。

限流电阻R8的阻值根据稳压器U2的需要进行选择，从而可以严格控制上电瞬间稳压器U2冲击电流的最大值，从而满足稳压器U2工作需要。

第一电容C1为0.1uF。

第一电阻R1为7.68KΩ，第二电阻R2为24KΩ。

第四电阻R4为11MΩ，第七电阻R7为10KΩ，第一二极管D1为双二极管。

在本实施例中，稳压器U2为低压差线性稳压器用于电路预上电，电压设定为3.3V。

外部电源可以为3.8V。

[0021]在本实施例中，在进行上电时，控制器的信号通过控制信号输入端Vin-EN输入，稳压器U2电路进行预上电输出3.3V电压使得本电路的输出端Vout输出3.3V电压；第六电阻R6和第六电容C6组成的RC电路进行延时后，第二MOS管Q2导通使得第一MOS管Q1导通，从而使得本电路的输出端Vout升压至3.8V，同时，第二MOS管Q2导通使得第三MOS管Q3断开，使得第三电阻R3断开不会消耗能量。

在进行断电时，控制器的信号通过控制信号输入端Vin-EN输入，使得稳压器U2立即停止工作，第二MOS管Q2在第一二极管D1的作用下快速断开，从而使得第一MOS管Q1断开从而使得本电路的输出端Vout停止3.8V的供电，第二MOS管Q2断开使得第三MOS管Q3导通，使得第三电阻R3导通进行放电，从而加速电容电量泄放。

[0022]以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

图1。