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【我是工程师第三季】高电压输入电源模块

本人从事无人机硬件开发工作,无人机动力电源特点是输入电压高,电压范围宽,通常是7.4-50.4V,这样就有大量设计问题摆在我们面前,电源输入端口的抗浪涌处理,通常的电源输入端增加TVS即可以搞定,但是对于无人机电源TVS已经无法满足该要求,前几个版本的电源设计中,当电源输入电压较低时,浪涌设计是没问题的,但是当输入电源为12S电池即输入电压为4.2*12=50.4v时TVS根本无法潜质住浪涌电压,导致电源模块因为电压过高击穿电源DC-DC芯片,于是如何设计浪涌电路摆在我们面前。

可能有人会说,可以使用热插拔芯片啊,是的可以这样做,但是别忘记了我的应用场景,无人机应用,对体积重量要求苛刻,而且考虑成本问题,有点“大材小用”的感觉。于是自己通过模拟电路搭建一个既简单又可靠的保护电路提上日程。下面先上图

电源主要采用TI的LM5116电源芯片搭建,电源最高输入电压100V,本次设计的功率为5V/7A,通过多次验证功率设计没问题,主要看下抗浪涌电路,Schematic Prints.pdf,通过配置R8,R10的阻值可以设置浪涌电压的阈值,当超过阈值后,三极管Q2导通,导致MOS管Q1关断起到保护作用。但是这里遇到个新问题,由于输入电压范围较宽,而MOS管是P沟道,当输入电压为12V以下时,Ugs电压不满足MOS管导通,于是增加了Q4电路,当输入电压低时,该电路起作用,使MOS管的分压比降低,于是MOS管继续工作。

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lgwxyx
LV.7
2
2017-03-16 06:07
了解学习一下。
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694844985
LV.4
3
2017-03-30 11:31
@lgwxyx
了解学习一下。
产品已经经过环境测试以及疲劳度测试
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