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Mosfet 用於開關電路,電壓回灌問題請教?

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發表於 2016-3-11 10:38:02 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本文章最後由 Jamespo.chang 於 2016-3-11 10:39 AM 編輯

想請教各位先進,有一個電源電路如下,使用三顆 Mosfet 當作開關切換,由於有兩種使用模式,詳細如下
Snap1.jpg

模式一,電壓經由DVDD供應,經由N1開關三組不同的輸出,這部分沒有問題。

模式二,N1 off 切斷三顆 Mosfet,此時 DVDD並沒有提供電壓,而變為DVDD_1 and DVDD_2 and DVDD_3 個別有自己的電壓,
個別工作互相不影響,但是每一組 Mosfet 上面的 二極體 卻會導通互相干擾彼此,如下


請問一下,要如何修改在模式二,彼此可以斷開互不影響,也同時不影響模式一的正常操作。

P.S 模式一和模式二不會同時存在,有考慮過在R25/R35/R36 換成二極體,但是變成需要將DVDD提高加上順偏電壓,
會造成DVDD提高的困擾,希望可以修改不需要提高電壓的方式。
Snap2.jpg
發表於 2016-3-11 11:04:09 | 顯示全部樓層
1.電路描述不是很容易了解,且R25/R35/R36串連在電源供電迴路上,此舉將限制各別輸出電流值.
2.在模式2下,既然3組的供電來源不同,又如何會有圖中的3個紅色箭頭匯集在一起?
發表於 2016-3-11 11:04:23 | 顯示全部樓層
這個連結文章先參考看看:MOSFET Solid State Relays (兩顆 MOSFET 背靠背?)

類似的應用似乎很廣,現成的模組零件好像也有,利用 Google 搜尋相關字眼必有收穫。

評分

1

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發表於 2016-3-11 11:22:54 | 顯示全部樓層
>> ...但是每一組 Mosfet 上面的 二極體 卻會導通互相干擾彼此

依你所畫之圖,DVDD 電壓比DVDD_1, DVDD_2, DVDD_3來得高...
二極體如何導通,又如何互相干擾....想不懂
發表於 2016-3-11 13:22:46 | 顯示全部樓層
很簡單你輸出回貫因為你輸出的地方有電容
他並不完全消耗
發表於 2016-3-11 13:35:20 | 顯示全部樓層
應該是不需要改吧!?!?!?
模式2下
Q10/Q11/Q12 僅剩 二極體[單向]導通   D_Q10/D_Q11/D_Q12
假設 DVDD_1 經二極體D_Q10 到達DVDD,  當要轉進 D_Q11/D_Q12 時是二極體逆偏...
其他類推...
P_CH.jpg
發表於 2016-3-11 13:53:13 | 顯示全部樓層
SIMON1016 發表於 2016-3-11 01:35 PM
應該是不需要改吧!?!?!?
模式2下
Q10/Q11/Q12 僅剩 二極體[單向]導通   D_Q10/D_Q11/D_Q12


二極體要導通的條件是DVDD_1 > DVDD
但從圖中看不出來,何時 DVDD_X 會大於 DVDD
發表於 2016-3-11 13:58:42 | 顯示全部樓層
jason680 發表於 2016-3-11 12:53 PM
二極體要導通的條件是DVDD_1 > DVDD
但從圖中看不出來,何時 DVDD_X 會大於 DVDD
...

"假設 "  一下  不礙事吧
發表於 2016-3-11 15:12:39 | 顯示全部樓層
本文章最後由 scottwang 於 2016-3-11 03:36 PM 編輯

既然要問問題,就不要再打迷糊仗.
1. DVDD電壓是多少,電流又是多少.
2. 在模式二時,DVDD沒有接電源,那該接腳是懸空或者接什麼東西?
3. DVDD_1=?V, RL=? Ohms, I_RL1=?A, DVDD_1與RL1之間應該另有開關,用什麼控制,手動Sw, Relay, bjt, mosfet?
4. DVDD_2=?V, RL=? Ohms, I_RL2=?A, DVDD_2與RL2之間應該另有開關,用什麼控制,手動Sw, Relay, bjt, mosfet?
5. DVDD_3=?V, RL=? Ohms, I_RL3=?A, DVDD_3與RL3之間應該另有開關,用什麼控制,手動Sw, Relay, bjt, mosfet?

* 3組又是接什麼東西.所需的電流又是多少,線路又是如何接?
 樓主| 發表於 2016-3-11 15:29:26 | 顯示全部樓層
ciko.ciko 發表於 2016-3-11 11:04 AM
1.電路描述不是很容易了解,且R25/R35/R36串連在電源供電迴路上,此舉將限制各別輸出電流值.
2.在模式2下,既 ...

回覆大大,
可能文字沒有描述的很清楚,這個電路,我希望有兩種工作模式,兩種不會同時存在,但是會有兩種不同的結果我想要的。

工作模式一:我希望DVDD_1 ~ DVDD_3 可以被關閉,當N1 打開 MOSFET 時,可以從 DVDD 來供應電壓,此部分驗證沒有問題。

問題是工作模式二,是相反的狀況,此時 DVDD 沒有電壓,N1是將MOSFET 關閉,DVDD_1~DVDD_3各自有自己獨立的電壓,原希望獨立作業,但是會被 MOSFET 上面的二極體給了電壓到 DVDD去,導致互相影響,這是我不期望的。

所以想請教,在工作模式二中,電路該如何修改,能讓 DVDD_1~DVDD_3 獨立互不影響,但也不會影響到工作模式一的狀態。

感謝
 樓主| 發表於 2016-3-11 15:30:17 | 顯示全部樓層
jason680 發表於 2016-3-11 11:22 AM
>> ...但是每一組 Mosfet 上面的 二極體 卻會導通互相干擾彼此

依你所畫之圖,DVDD 電壓比DVDD_1, DVDD_2,  ...

回覆大大,
可能文字沒有描述的很清楚,這個電路,我希望有兩種工作模式,兩種不會同時存在,但是會有兩種不同的結果我想要的。

工作模式一:我希望DVDD_1 ~ DVDD_3 可以被關閉,當N1 打開 MOSFET 時,可以從 DVDD 來供應電壓,此部分驗證沒有問題。

問題是工作模式二,是相反的狀況,此時 DVDD 沒有電壓,N1是將MOSFET 關閉,DVDD_1~DVDD_3各自有自己獨立的電壓,原希望獨立作業,但是會被 MOSFET 上面的二極體給了電壓到 DVDD去,導致互相影響,這是我不期望的。

所以想請教,在工作模式二中,電路該如何修改,能讓 DVDD_1~DVDD_3 獨立互不影響,但也不會影響到工作模式一的狀態。

感謝
 樓主| 發表於 2016-3-11 15:30:40 | 顯示全部樓層
SIMON1016 發表於 2016-3-11 01:35 PM
應該是不需要改吧!?!?!?
模式2下
Q10/Q11/Q12 僅剩 二極體[單向]導通   D_Q10/D_Q11/D_Q12

回覆大大,
可能文字沒有描述的很清楚,這個電路,我希望有兩種工作模式,兩種不會同時存在,但是會有兩種不同的結果我想要的。

工作模式一:我希望DVDD_1 ~ DVDD_3 可以被關閉,當N1 打開 MOSFET 時,可以從 DVDD 來供應電壓,此部分驗證沒有問題。

問題是工作模式二,是相反的狀況,此時 DVDD 沒有電壓,N1是將MOSFET 關閉,DVDD_1~DVDD_3各自有自己獨立的電壓,原希望獨立作業,但是會被 MOSFET 上面的二極體給了電壓到 DVDD去,導致互相影響,這是我不期望的。

所以想請教,在工作模式二中,電路該如何修改,能讓 DVDD_1~DVDD_3 獨立互不影響,但也不會影響到工作模式一的狀態。

感謝
 樓主| 發表於 2016-3-11 15:31:23 | 顯示全部樓層
jason680 發表於 2016-3-11 01:53 PM
二極體要導通的條件是DVDD_1 > DVDD
但從圖中看不出來,何時 DVDD_X 會大於 DVDD
...

回覆大大,
可能文字沒有描述的很清楚,這個電路,我希望有兩種工作模式,兩種不會同時存在,但是會有兩種不同的結果我想要的。

工作模式一:我希望DVDD_1 ~ DVDD_3 可以被關閉,當N1 打開 MOSFET 時,可以從 DVDD 來供應電壓,此部分驗證沒有問題。

問題是工作模式二,是相反的狀況,此時 DVDD 沒有電壓,N1是將MOSFET 關閉,DVDD_1~DVDD_3各自有自己獨立的電壓,原希望獨立作業,但是會被 MOSFET 上面的二極體給了電壓到 DVDD去,導致互相影響,這是我不期望的。

所以想請教,在工作模式二中,電路該如何修改,能讓 DVDD_1~DVDD_3 獨立互不影響,但也不會影響到工作模式一的狀態。

感謝
發表於 2016-3-11 15:54:47 | 顯示全部樓層
1. 如 scottwang大大 所說,別再打迷糊仗.

2. (限流)電阻1K又是0402,肯定沒什麼電流...
  把MOSFET換成電晶體就好了....
  不知是不是 想多了,還是想少了...

3. 要不,說說 "真正"需求...
原問題,到底在問什麼都看不出來...
(不想說也沒關係,別費時回覆)
發表於 2016-3-11 16:26:34 | 顯示全部樓層
MOSFET改 P_CH JFET  如何?  
前面說的 BJT 更讚
 樓主| 發表於 2016-3-11 17:28:49 | 顯示全部樓層
scottwang 發表於 2016-3-11 03:12 PM
既然要問問題,就不要再打迷糊仗.
1. DVDD電壓是多少,電流又是多少.
2. 在模式二時,DVDD沒有接電源,那該接腳 ...

Scott 大,
沒有想要打迷糊仗,只是想盡力表達問題,而不知道怎麼樣才能敘述清楚而已,謝謝各位的耐心。
我會盡力表達清楚。

剛剛發現,的確考慮電流時,Mosfet 上面都是接0ohm,不是1K電阻,搞錯了。
1. DVDD電壓是多少,電流又是多少
   DVDD=3.3V,1A
2. 在模式二時,DVDD沒有接電源,那該接腳是懸空或者接什麼東西?
    空接,Floating,前端是一個 relay,模式一會有3.3V/1A,模式二會 open
3. DVDD_1~DVDD_3都是一模一樣的,
    模式一時,當 N1 給一個3.3V或接地來開關
     模式二時,DVDD 和 N1 會 open 空接,DVDD_1~DVDD_3會有各自獨立的 3.3V/1A的電源
     但是此時因為 Mosfet 上面的二極體而影響彼此。
     有辦法克服嗎?
謝謝
發表於 2016-3-11 19:02:53 | 顯示全部樓層
本文章最後由 scottwang 於 2016-3-11 07:08 PM 編輯
Jamespo.chang 發表於 2016-3-11 05:28 PM
Scott 大,
沒有想要打迷糊仗,只是想盡力表達問題,而不知道怎麼樣才能敘述清楚而已,謝謝各位的耐心。
...


我會那樣說不是沒有原因的,那就是給的電路圖不完整,大家都是靠電路圖來分析問題的,沒有電路那就無法玩了,到現在我都還沒有看到負載接在哪裡呢? (猜想中:Vd1-->relay1-->RL1))

N1不能空接,Vg空接會造成振盪,可能會讓電路進入工作的狀態,所以Vg要接一個4.7K或者5.1K的電阻到DVDD,關閉Mosfet.

因為沒有完整電路,只能用猜的,猜對你就拿時鐘,那無你就拿龍眼殼 ... :sam08.
所以用模式二時,三個mosfet就沒有用到了嗎?

在Vd1,Vd2,Vd3各串接一個較大電流的蕭特基二極體.
發表於 2016-3-11 19:21:36 | 顯示全部樓層
在每顆Mosfet D 輸出串個順向二極體即可避免您所說的狀況。
發表於 2016-3-11 20:48:30 | 顯示全部樓層
樓主的意思,應該是說模式二情況下
由於透過二極體將電壓逆偏
導致另兩顆MOS也被導通?

可以先用麵包板做實驗
1.將三顆MOS的G即各自獨立
2.並將G-S並上一顆電阻
試試看
發表於 2016-3-11 22:11:20 | 顯示全部樓層
本文章最後由 ciko.ciko 於 2016-3-12 07:50 AM 編輯

在模式2時,既然有各自獨立的電源,提供給DVDD_1/DVDD_2/DVDD_3,且皆為3.3V,而會產生相互干擾的原因,主要成因應是上述3組獨立電壓並不相同所造成(或是接上負載後產生了不同的壓差),後來仔細再想想,此狀況在MOSFET皆OFF情形下並不成立,唯一在理論上應截止的MOSFET,實際上因G-S間未接上偏壓電阻,造成MOSFET的G腳輸入端,在浮接情形下,卻造成其不穩定的開啟現象所造成.
發表於 2016-3-11 22:29:53 | 顯示全部樓層
拍張實體來
發表於 2016-3-12 00:01:46 | 顯示全部樓層
除非開關切換頻繁且高速,要是我會改用繼電器
發表於 2016-3-12 09:09:30 | 顯示全部樓層
本文章最後由 小莉莉 於 2016-3-12 09:15 AM 編輯

http://www.ti.com/product/CSD23382F4

CSD23382F4 (ACTIVE)
P-通道NexFET功率MOSFET

所以DVDD是負電源,

DGND是正電源,

這個圖有點怪怪的??
發表於 2016-3-12 10:17:57 | 顯示全部樓層
本文章最後由 scottwang 於 2016-3-12 10:25 AM 編輯


圖是沒有錯,是妳顧妹妹顧的太累了,記得買罐提神的 ...
DVDD : +V
DGND : GND

要不要換這張圖,眨眼的速度較慢,眼睛還會轉看旁邊.
Lilysbaby.gif
發表於 2016-3-12 21:15:56 | 顯示全部樓層
把每一個P_MOSFET的D與S全部互換試試看.
發表於 2016-3-12 22:49:33 | 顯示全部樓層
兩顆N_MOS DS-SD 接起來就行,G腳接一起記得接下拉電阻(Pull Low),
二樓說的那個就是,我門一般都這樣處理電池和市電供電切換。

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 樓主| 發表於 2016-3-13 13:59:30 | 顯示全部樓層
很感謝各位版大的回覆,小弟收穫豐富。
但是由於這是麵包板的插件實驗,所以沒有『實體照片』,也因為在公司測試的電路,如果沒被拆掉,會找時間補拍上來。

一直在想什麼樣的完整線路,猜想是小弟的文字敘述不明確(沒有電壓源與負載端),造成大家的困擾,小弟深感抱歉。實驗電路的確只有如此,差別只是將此實驗的『用法』文字敘述出來,犯了一個錯就是我以為別人就看的懂了。我想改用一個工程師最常用的方塊圖或等效電路來表達如下,我如何想實驗此電路的目的,來解釋我想怎麼用這個電路。

使用時機一:DVDD給於 3.3V/1A電壓源,將 N1 ON,此時 DVDD_1~DVDD_3 有三個負載。
1.jpg

使用時機二:DVDD端 Floating,將 N1 OFF,此時 DVDD_1~DVDD_3 有三個負載,各自加上三個獨立的 3.3V/1A的電壓源。
2.jpg

再次感謝版上各位大大。
 樓主| 發表於 2016-3-13 14:06:11 | 顯示全部樓層
sivs147 發表於 2016-3-12 10:49 PM
兩顆N_MOS DS-SD 接起來就行,G腳接一起記得接下拉電阻(Pull Low),
二樓說的那個就是,我門一般都這樣處理 ...

感謝大大,你的答案正是我所需要的,我會在測試一次,如果有結果在放到論壇上分享。

P.S 一開始只想到MOSFET的 Source端加一顆順向二極體,但是如此一來必須提高DVDD電壓。
也有想到改成 Photo Mosfet,看了等效電路,跟大大的建議很類似。

感謝大大。
發表於 2016-3-13 16:15:38 | 顯示全部樓層
Jamespo.chang 發表於 2016-3-13 01:06 PM
感謝大大,你的答案正是我所需要的,我會在測試一次,如果有結果在放到論壇上分享。

P.S 一開始只想到MO ...

兩顆N_MOS DS-SD 接起來....這方式行得通 ;  
                                        要再注意 Vgs , N_MOS需要導通時 Vg - Vs => 1.8V(低壓啟動的MOS 或更高 依DATASHEET)  ,
                                        當Vs = DVDD_3V3 時 Vg需要大於 5.1V  (3.3V+1.8V) 或更高  使DS導通
                                        你的控制端要有5.1V 以上; 沒有就麻煩了..

或許依這思路  改成兩顆P_MOS SD-DS  接起來   
需要導通時 Vg 接GND => Vgs就有-3.3V  


可行歸可行
只是覺得這方法 ... 燒錢
發表於 2016-3-14 21:43:45 | 顯示全部樓層
本文章最後由 sivs147 於 2016-3-14 09:48 PM 編輯
SIMON1016 發表於 2016-3-13 04:15 PM
兩顆N_MOS DS-SD 接起來....這方式行得通 ;  
                                        要再注意 Vgs ,  ...


燒錢??  我們的產品,賣出去終端售價接近NT5K,這才沒多少錢.... 穩定點好XD  
如果是DIY不是要用更好嗎?

我之前的經驗Vgs不用到那麼高就會全開 大概比BJT小一點
用MOS是為了省電,Vds比Vce(BJT)小得多
電流耐受普遍來說高一點
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