本人從事無人機硬件開發工作,無人機動力電源特點是輸入電壓高,電壓范圍寬,通常是7.4-50.4V,這樣就有大量設計問題擺在我們面前,電源輸入端口的抗浪涌處理,通常的電源輸入端增加TVS即可以搞定,但是對于無人機電源TVS已經無法滿足該要求,前幾個版本的電源設計中,當電源輸入電壓較低時,浪涌設計是沒問題的,但是當輸入電源為12S電池即輸入電壓為4.2*12=50.4v時TVS根本無法潛質住浪涌電壓,導致電源模塊因為電壓過高擊穿電源DC-DC芯片,于是如何設計浪涌電路擺在我們面前。
可能有人會說,可以使用熱插拔芯片啊,是的可以這樣做,但是別忘記了我的應用場景,無人機應用,對體積重量要求苛刻,而且考慮成本問題,有點“大材小用”的感覺。于是自己通過模擬電路搭建一個既簡單又可靠的保護電路提上日程。下面先上圖
電源主要采用TI的LM5116電源芯片搭建,電源最高輸入電壓100V,本次設計的功率為5V/7A,通過多次驗證功率設計沒問題,主要看下抗浪涌電路,Schematic Prints.pdf,通過配置R8,R10的阻值可以設置浪涌電壓的閾值,當超過閾值后,三極管Q2導通,導致MOS管Q1關斷起到保護作用。但是這里遇到個新問題,由于輸入電壓范圍較寬,而MOS管是P溝道,當輸入電壓為12V以下時,Ugs電壓不滿足MOS管導通,于是增加了Q4電路,當輸入電壓低時,該電路起作用,使MOS管的分壓比降低,于是MOS管繼續工作。