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fdn340p应用电路,arduino控制mos管

时间:2023-05-04 13:43:23 阅读:263586 作者:4173

疑问

Arduino电源设计中用的MOS管如下图所示。

按照模电教材上,如果这个MOS管是作为开关控制VUSB导通到5V的话,+5V网络应该接在MOS管的漏极,而不应该是源极。当VGS<0时,MOS管导通。如下图所示。

但是Arduino上的MOS管,输入电源VUSB却接到了MOS管的漏极,而负载接到了源极上,与教材上正好相反。从Arduino的原理图上可以看出,FDN340P的作用是为了从VIN和VUSB这两个输入中选择一路给5V供电,那么这个图是不是有点问题呢?

问题1:如果只有VUSB供电,那么5V是怎么得到的呢?问题2:这个MOS管的漏极和源极是不是接反了? 解答

首先回答问题1,可以看到FDN340在漏源极之间有个级间二极管,当只有VUSB供电的时候,级间二极管会前向导通给5V供电。

再回答问题2,MOS管的漏极和源极是不是接反了呢?其实并没有

这个MOS管有两个作用:

第一个作用是防止VIN产生的5V电压倒灌到VUSB,防止两个电源冲突。如果是防止电流倒灌为什么不用二极管代替呢?如果用二极管的话,会有0.6V左右的压降浪费在二极管上,所以MOS管的第二个作用。是减少前向压降的。这是因为FDN340的导通电阻只有70mΩ,当电流为500mA的时候,压降只有0.035V,远小于二极管的前向导通压降。

具体分析如下:
下图表明,当有VIN输入,运放LMV358作为比较器,输出高电平5V,使得VGS=0V,MOS管截止。VIN产生的5V不会倒灌到VUSB上。

下图显示,没有VIN时,VUSB首先通过FDN340的级间二极管向5V网络供电。此时运放LMV358输出低电平,VGS=-5V,FDN340导通。当MOS管FDN340导通后,其导通电阻为70mΩ。MOS的等效电路变成一个小电阻与二极管并联,可以近似的认为级间二极管短路。这样VUSB到5V网络就不会有太大的压降了。

总结

Arduino的电路已经出现很长时间,而且经过很多人使用,所以肯定不会在出现MOS接错的错误。MOS管在这个电路中的作用不是单纯的作为开关来控制电路的导通和关断,而是

防止VIN产生的5V电源倒灌到VUSB;减小VUSB向5V供电时的电压差。

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