一篇带你搞懂米勒平台
在 MOS 管的实际开关过程中,栅源电压VGS的波形往往会出现一段 “停滞期”—— 即电压上升到一定值后不再随驱动信号增加,反而保持相对稳定,这一现象被称为 “米勒平台”(Miller Plateau)。它是由MOS管的寄生电容特性引起的关键动态过程,直接影响开关速度、损耗和可靠性,是功率电子电路设计中必须关注的核心问题。米勒平台的本质是栅漏电容CGD的充放电电流对驱动电流的 “分流作用”,具体过程可分为三个阶段(以N沟道MOS管导通为例)我们以下面的图为案例为大家讲解:在 MOS 管的实际开关过程中,栅源电压VGS的波形往往会出现一段 “停滞期”—— 即电压上升到一定值后不再随驱动信号增加,反而保持相对稳定,这一现象被称为 “米勒平台”(Miller Plateau)。它是由MOS管的寄生电容特性引起的关键动态过程,直接影响开关速度、损耗和可靠性,是功率电子电路设计中必须关注的核心问题。米勒平台的本质是栅漏电容CGD的充放电电流对驱动电流的 “分流作用”,具体过程可分为三个阶段(以N沟道MOS管导通为例)我们以下面的图为案例为大家讲解:在 MOS 管的实际开关过程中,栅源电压VGS的波形往往会出现一段 “停滞期”—— 即电压上升到一定值后不再随驱动信号增加,反而保持相对稳定,这一现象被称为 “米勒平台”(Miller Plateau)。它是由MOS管的寄生电容特性引起的关键动态过程,直接影响开关速度、损耗和可靠性,是功率电子电路设计中必须关注的核心问题。米勒平台的本质是栅漏电容CGD的充放电电流对驱动电流的 “分流作用”,具体过程可分为三个阶段(以N沟道MOS管导通为例)我们以下面的图为案例为大家讲解:
常见mos驱动方案
MOS管凭借其高频特性好、导通电阻低、驱动功率小等优势,已成为开关电源、电机驱动等电力电子设备中的核心器件。但 MOS 管的可靠工作高度依赖合理的驱动电路设计 ——驱动方案直接影响开关速度、转换效率、EMI(电磁干扰)甚至器件寿命。本文将系统梳理一些常见MOS管驱动方案的原理、特点。一、为什么驱动电路如此重要?不能直接拿来作为电子开关吗?在讨论具体方案前,需先明确 MOS 管对驱动电路的核心需求。MOS管的栅极-源极间存在输入电容(Ciss),栅极-漏极间存在米勒电容(Cgd),这些电容的充放电过程直接决定了MOS管的开关特性。驱动电路的核心目标就是高效控制栅极电压/电流,实现MOS管的快速、稳定开关,具体需求包括:①足够的驱动电流虽然我们的mos管是压控型器件,但是他需提供足够的驱动电流快速充放电栅极电容,减少开关时间(开通时间ton、关断时间toff),降低开关损耗。(在数据手册中mos管有一个参数Qg,Qg指的是MOS管从截止状态转变到完全导通状态,或者从完全导通状态转变到截止状态的过程中,栅极所需要的电荷量。t=Q/I,对于 Qg 较大的大功率MOS管,就需要更大的驱动电流来缩短开关时间,降低开关损耗)若驱动能力不足,开关时间延长会导致MOS管在过渡状态(半导通)停留的过久,损耗就会变多。②驱动电压匹配MOS管导通需栅极电压超过阈值电压(Vth),但为降低导通电阻(Rds(on)),通常需更高驱动电压。驱动电压不足会导致导通电阻增大,发热严重;电压过高则可能击穿栅极氧化层。③减小寄生参数对电路的影响MOS管开通/关断时,mos自身存在的寄生电容导线的寄生电感的存在导致栅极电压震荡(可能引发误开通)抑制措施包括:增加栅极电阻(牺牲速度来换稳定);优化PCB的布局,缩短栅极导线的长度,从而减少寄生电感。方案1我们来看第一种驱动方案,这是一个很经典的驱动方案。在实际电路使用中,我们mos管内部会有寄生电容的存在,在实际PCB总线设计时会有一些寄生参数,最典型的就是寄生电感,这样就会和mos管上的电容产生振荡,这个振荡会对mos管造成冲击;我们为了减小这种振荡,我们通常会在栅极加一个电阻(R1),我们可以来模拟仿真一下栅极电阻的作用,如下图分别是不加电阻、加电阻时输入信号由低电平变为高电平瞬间电压的变化。我们可以看到栅极电阻可以有效地减小振荡。R2在这里的作用是下拉电阻,在没有输入时,用来稳定栅极电位的作用,防止在没给高电平时,因外部干扰而出现误导通的情况,而且他是并联在CGS两端的,起到了泄放电容电荷的作用。它的整体的工作过程是:当输入高电平(MOS管导通过程):栅极电容充电阶段:当 Port1 输出高电平时,驱动信号通过电阻 R1 向 MOS 管的栅极寄生电容(主要是CGS充电。此时电流路径为:Port1 高电平 →R1→栅极(G)→寄生电容(储存电荷)→源极(S)→ GND。随着电容充电,栅源电压VGS逐渐升高。达到导通阈值:当VGS升高到 MOS 管的导通阈值电压时,MOS 管开始导通,漏源极之间的电阻RDS(on)随VGS升高而迅速减小。完全导通稳定:继续充电至VGS达到稳定值(接近 Port1 的高电平电压),寄生电容充满电荷,充电电流趋于零。此时VGS保持稳定,MOS 管进入深度导通状态,漏源极之间近似短路,主回路(VCC→R3→漏极D →源极S→ GND)持续导通,负载工作。当输入低电平(MOS 管关断过程)时:栅极电容放电阶段:当 Port1 切换为低电平时,栅极寄生电容中储存的电荷需要释放。放电路径主要有两条:栅极(G)→R2→GND(辅助路径);栅极(G)→R1→Port1 低电平端→ GND(主要路径,因为R1的电阻比较小)。随着电容放电,VGS逐渐降低(类似电容器放电时电压下降的过程)。关断阈值突破:当VGS降至导通阈值以下时,MOS管开始关断,(RDS(on)随VGS降低而迅速增大,主回路电流逐渐减小。完全关断稳定:寄生电容完全放电后,VGS降至0V左右,放电电流趋于零。此时 MOS 管进入完全关断状态,漏源极之间近似开路,主回路切断,负载停止工作。方案2:相比于第一种方案,这个方案给电容提供了一条快速泄放的通路,这条路的阻抗小,能提高电荷泄放的速度,也就是加快mos管的关断过程。R10可用于调节关断的速度,也可以选择不加。方案3:第二个方案里面虽然有一条快速关断的通路,但是这条路径比较长,仍有寄生电感的存在,在此基础上,我们通过加一个PNP的三极管实现减少寄生电感和提供一条让电容电荷快速泄放的通路。常见问题答疑1.为什么方案二三中我们需要提高mos管的关断速度,不需要提高mos管的开启速度嘛?实际上,mos管的开启和关断时间是不一样的,通常是mos管的开启时间要小于关断的时间,如下图。
从课本到工作台——电容的实用主义指南(主要参数 )
在大学课本里,我们知道电容是储存电荷的元件,但在实际硬件工程师的工作台前,它是解决噪声的滤波器、稳定电压的小水库、甚至是让电路“呼吸”的关键。从理论到应用,电容的角色远比公式还要复杂——它的选择直接决定了电路是否稳定、产品能否通过EMC测试,甚至影响设备的使用寿命。PART 01知识回顾电容器是一种可以以电荷形式存储能量的二端电气装置。它由两个相距一定距离的电导体组成。导体之间的空间可以由真空或被称为电介质的绝缘材料填充。电容器存储电荷的能力称为电容。电容的核心公式里,容量与极板面积正相关,与极板间距负相关;而耐压则与极板间距正相关(间距越大,能承受的电压越高)。01封装想做大容量,需要大极板面积+小间距,但小间距会降低耐压;想做高耐压,需要大间距,但会牺牲容量,或被迫增大面积(导致体积变大)。所以,根据不同的需求,电容有着不同的封装尺寸(比如0402、0603这类贴片封装,或电解电容的直径×长度)常见贴片电容封装尺寸小封装(如0402陶瓷电容):体积限制了极板面积,只能做小容量(通常μF级以下)、中低耐压(比如50V以下);大封装(如1210陶瓷电容、直径10mm以上的电解电容):有足够空间容纳更大极板面积或更大间距,因此能实现大容量(电解电容可达几百μF甚至上万μF)、高耐压(几百V以上)。电容的电容量(核心电气参数)由极板结构、介质材料等固有特性决定,与封装形式(物理尺寸)无关。封装的核心关联参数是耐压值、额定纹波电流及散热能力.我们在选择封装时,首要考虑PCB 布局空间,需确保器件物理尺寸与电路板预留焊盘匹配,避免空间不足或浪费。从成本角度看,大封装器件因工艺难度较低(如切割、成型精度要求宽松),通常成本更低;小封装器件(如 0402、0201)因尺寸微小(亚毫米级),对生产工艺(光刻、封装切割)的加工精度要求极高,且贴装时对 SMT 设备的定位精度(微米级)依赖性更强,因此成本通常更高。性能层面,在同容量、同介质类型的前提下,大封装电容因内部空间更充足,更易设计高耐压结构,故耐压值通常高于小封装产品;同时,大封装的散热路径更优,可承载更高的额定纹波电流。实际应用中,封装选择需结合设备特性:例如手机等小型化设备受空间限制,且工作电压较低,多采用0402 等小封装元件;而大容量钽电容因需兼顾耐压与纹波电流需求,常采用 3216(1.2mm×0.6mm)及以上规格的大封装,以平衡性能与空间需求。后续我们会单独一一讲解下一些比较常见的电容类型。02电容的特点特点:电容两端的电压不能突变,通交流隔直流,通高频阻低频。可实现的功能:1.滤波:电源输出的直流电常含交流纹波,电容通过充电存储能量、放电补充能量,平滑纹波(如电脑电源中的电解电容)。2.耦合:阻断电路中的直流成分,仅传递交流信号,如音频放大器中,用薄膜电容连接前后级,确保声音信号传递。3.储能:快速存储和释放电能,如超级电容在汽车启动时提供瞬间大电流,在闪光灯电路中,电容会先储存电荷,按下快门时瞬间释放,产生强光。这类场景需要选“低漏电流”的电容,否则充满电后,放几分钟就没电了。4.谐振:与电感组成LC谐振电路,产生特定频率信号(如收音机的选频回路)。PART 02课本里没教的“隐藏属性”课本里的电容参数只有容量(μF、nF)和耐压值(V),而且都是理想状态。但实际工作进行选型时,这些课堂里没教过的「隐藏属性」更关键:①容量误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围②额定电压:可连续加在电容器的最高直流电压,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器将被击穿,造成损坏。③绝缘电阻:当直流电压加在电容上,会产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻,主要取决于介质。通常情况,绝缘电阻越大越好。理想电容的介质是完全绝缘的,漏电流为零;但实际介质存在微小导电性,会导致电荷缓慢泄漏,绝缘电阻就是描述这种泄漏程度的参数(绝缘电阻越大,漏电流越小)。比如说电解电容因其结构特性,它的漏电流远大于陶瓷、薄膜等其他类型电容,这是设计中需要重点考虑的参数(尤其是对直流精度、低功耗要求高的场景)但电解电容的优势在于大容量(在有限体积内可实现 μF 级甚至 F 级容量),因此在需要大容量滤波、储能的场景(如电源电路)中被广泛使用。储能电路(如闪光灯、备用电源):绝缘电阻低的电容,充满电后会快速漏电,无法长时间保持电荷。精密电路(如传感器信号采集):漏电流可能干扰微弱信号,导致测量误差。④损耗(通常用损耗角正切值tanδ)表示:在单位时间内因发热所消耗的能量称做损耗。损耗与频率范围、介质、电导、电容金属部分的电阻等有关。理想电容的电流超前电压90°,但实际电容(下图为电容的等效模型)因存在电阻(ESR)和电感(ESL),电流超前电压的角度会小于90°,这个角度差就是损耗角(δ)。tanδ = 损耗角的正切值 = 电容的有功功率(损耗)/ 无功功率(储能),数值越小,损耗越小。其中电阻损耗的根源是ESR(等效串联电阻):理想电容没有电阻,但实际电容的极板、引线会产生电阻。在电源滤波电路中,ESR过高会导致滤波效果变差,甚至发热烧毁。工程师会根据场景选择参数:电源滤波更关注ESR(直接影响发热和滤波效果),而高频信号电路更关注tanδ(衡量能量浪费的比例)。⑤温度特性:在一定温度范围内,温度每变化1C,电容量的相对变化值。电容容量会随温度变化。工业设备用的电容需要足-40℃~125℃的温度范围,而普通消费级电容可能在低温下容量暴跌50%以上。⑥频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。#畅聊专区#
焦耳小偷电路
焦耳小偷(Joule Thief)是一种经典的升压电路,主要用于从低电压(如一节没电的干电池,电压可能低至0.7V左右 )中“偷”出能量,实现升压并驱动负载(像LED )。我们先来看下它的最简电路,如图我们想通过1.5V的一节锂电池去驱动2V的led灯(发光二极管),我们就先以讲解这个最简电路为主来带大家了解焦耳小偷电路的工作过程和原理。接通低压电源后,微弱电流流入三极管基极,产生初始Ib。三极管轻微导通,集电极电流Ic从0开始增大,流经L2。电感存储磁能,同时L1因电磁感应产生感应电压(如下图)。L1的感应电压通过同名端反馈到三极管基极,相当于和电源串联在一起,会进一步增大基极电流,让三极管更快进入 “深度导通” 状态。当三极管深度导通后,随着正反馈的持续进行,基极电流ib不断增大,使得三极管进入饱和状态。在饱和状态下三极管集电极-发射极之间的电压Vce, 变得很小(近似为0),此时集电极电流ic不再受基极电流的线性控制。由于变压器初级线圈中的电流ic不能无限制地增大,他的上限取决于电路电压和初级线圈的等效电阻值,当达到上限值时,电流就不再增大了。为了让他电流再增大就会感应出上负下正的感应电动势(如下图)。基极电流减小导致三极管开始截止,电感突然失去电流,磁能快速释放,感应出反向高压(“电感反电动势”),驱动负载(如LED)。循环往复:电感释放能量后,反馈电压消失,三极管基极电流再次通过电阻缓慢恢复,重复 “导通→截止→导通” 的循环,形成持续振荡。这就是焦耳小偷电路正常工作的全流程,那我们来看下最开始电路中的两个电容和二极管的作用。二极管是防止电流倒流回三极管,可保障电容对灯泡的单向电流供应,前面的100nF的电容和后面的10uF的电容本质上都是存储能量,100nF进行放电可以促使三极管的进一步导通,10uF的电容是放电驱动负载,如果去掉了这个电容,那么这个灯泡就会出现一闪一闪的情况,因为三极管在断续工作,电路没法维持稳定电流输出。
十分钟教会你判断三极管的三个状态
三极管有三个极:基极(B)、集电极(C)、发射极(E),内部是由两个“PN结”构成,其中基极与发射极之间是“发射结”,基极与集电极之间是“集电结”,可以理解为“两个二极管背对背”。三极管的核心功能是用基极的小电流(Ib)控制集电极的大电流(Ic),即“以小控大”,基于这一特点可以用来搭建恒流源,恒压源,开关控制(弱电控制强电)等电路。#三极管#三极管仿真电路模拟PART 01截止状态-完全关闭的水龙头当基极没有足够的正向电压,发射区的电子(NPN型的载流子)无法越过发射结进入基区,集电区更收不到电子,就像给水龙头施加的力不足,那阀门就不会开启,也就没有水流通过(仅有部分漏电流通过)。集电极和发射极之间相当于“断开的开关”,此时若测量CE间的电压,就会接近电源电压(如下图电源为5V,CE间的电压就约5V,因为没有电流流过限流电阻,此时电压就全加在三极管上了)。PART 02放大状态-精准调节的水龙头处于放大状态的三极管此时满足:Ic = β*Ib(β是电流放大倍数,比如β=100,Ib=0.1mA时,Ic=10mA),这就是“放大”的数学本质——基极小电流控制集电极大电流。此时CE之间电压会随Ib变化(比如电源5V,当Ic增大,限流电阻上的电压增大,CE间的电压就会减小)。PART 03饱和状态-全开的水龙头若Ib继续增大,即发射区持续地注入电子,但是集电区已经达到饱和状态,“吃不进去”电子了,Ic已经达到最大值(Ic饱和 = 电源电压 / 限流电阻,此时就和Ib无关了),即Ic[removed]
一篇教会你滤波电容如何计算
你有没有遇到过这样的情况:给电路通上电,用万用表一测,电压忽高忽低像坐过山车?或者家里的小电器用着用着就嗡嗡响,甚至莫名烧坏?这很可能是“电源里的杂音”在捣乱,而解决它的关键,就是不起眼的滤波电容。
首先我们要先知道电容为啥能“滤波”?
把电源想象成“水龙头”,直流电源本该是稳定出水的“直流水龙头”,但实际总会有点“晃动”,这就是我们说的“纹波”(纹波:原本理想的平稳直流信号上出现的小波动,eg:一个标称输出5V的直流电源,实际测量时会发现电压在4.98V-5.02V之间波动,这0.04V就是电压纹波)。滤波电容就像一个“水桶”:当水龙头出水多的时候,水桶先把多余的水装起来;当水龙头出水少的时候,水桶再把存的水补上去,让水流(电压)保持稳定。
今天我们就来详细讲下滤波电容如何计算?
PART 01
( 滤波电容如何计算 -ACDC篇)
方法一:公式法(仅适用于ACDC这种情况)
C=I/(2f△V)
其中C:滤波电容的容量;I:输出电流(单位:安培,A);f:交流电源的频率(单位:赫兹,Hz)。若输入为整流后的脉动直流,其基波频率为100Hz(因桥式整流将交流电正负半周都利用,频率翻倍);△V:允许的最大纹波电压(单位:伏特,V)。
接下来,我们来看一个实例:
如图,这是一个整流滤波电路,整流滤波电路中,电容的作用是在交流输入的“峰值阶段”充电储能,在输入电压低于输出电压时放电,维持输出电压稳定。
无论是正方向还是负方向,都会通过两个二极管,一个二极管导通电压是0.7V,我们要求这个电路的输出电压为5V,输出电流为100mA,纹波大小为500mV,所以我们输入电压选择6.4V。
则通过公式“C=I/(2fV)”可得,C=0.1A/(2*50Hz*0.5V)=2000uF。
我们看下仿真模拟后的结果,是符合我们预期效果的
方法2:估算方法(从本质上去理解)
当加上滤波电容后,就组成了RC充放电电路,当电压下降的时候,由于电容有储能的特性,电容会向电阻放电,导致电压下降得就慢了。就会达到对输出波形进行平滑的效果,如下图
τ = R × C,放电时间越长,直线的坡度越缓,那滤波的效果就会越好。我们有一个经验值τ≥5T,此时滤波效果就算是可以的。
PART 02
( 实际案例分享-DCDC篇 )
在多级电路中,不同模块之间的串扰都会带来相互的干扰,所以在每一级的输入和输出都会加上滤波电容进行自身的抑制或消除对下一级的干扰。
通常情况下,这些芯片的厂家也会给我们提供一个滤波电容的容值的参考,同时我们在选取电容的时候还要考虑它的ESR,这也是滤波电容比较重要的特性,如果ESR比较大的话,那么也会容易产生纹波。
下图这个是射频的应用,所以对他的干扰的抑制要加的更多一些,这里是100uF的电容,我们还要考虑它的耐压值,所以会选择一个钽电容,如果单纯地滤波的话,我们用一个22uF就可以了(适用于当输出电流不大的时候),但是这是射频的应用,我们需要他瞬间输出一个大电流,所以需要提升容值来提升他瞬间输出大电流的能力。剩余的C2,C3我们是用来滤除不同频段的高频干扰。
在线性稳压电路设计中为了提高电路的稳定性,我们通常会在输入那块放上一大一小的两个电容,大的电容主要应对+5V的纹波干扰,10uF对于1兆赫兹以内的频率滤波效果是不错的,对于更高频率的像谐振产生的干扰我们用户100nF的,布局还是小电容尽量靠近芯片,如下图。C3我们需要一个相对高的ESR的钽电容,才能让他输出稳定,否则就可能发生震荡。
常见问题答疑
THE Q&AS
为什么在实际电路中这些电容都那么小?
因为图中的输入电源通常是已经通过开关电源进行滤波之后的一个平稳的电压,虽然也有纹波,通常都是mV级别的了,另一方面,开关电源在工作时,一般都是很高的频率,滤除高的频率,我们就用小的电容。
锂电池充电电路-超详细讲解
PART.01核心功能介绍在我们日常用的蓝牙音箱、充电宝、智能手环等设备中,里面都藏着一个这样的充电电路——它既要给锂电池充电(比如插电时给电池补电),又要在没插电时让电池给设备供电,还要防止电池过充、过放损坏。我们今天要分享这个电路,就素干这个的!用一句话总结它的功能是:“锂电池充电+电源自动切换”二合一电路:插外部电源(比如USB线)时,给锂电池充电,同时给后级设备(比如音箱、传感器)供电;当拔了外部电源后,能自动切换到锂电池供电,实现设备不断电;全程“自动操作”,不用手动换电源;同时单片机采集锂电池电量信息。PART.02核心芯片讲解先来讲一下我们的核心芯片---“充电指挥官”:TP4055芯片(U3)作用:负责给锂电池安全充电。TP4055是一款采用恒定电流/恒定电压算法的单节锂离子电池充电器。TP4055可以适合USB电源和适配器电源工作。由于采用了内部 PMOSFET 架构,加上防倒充电路,所以不需要外部检测电阻器和隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节,以便在大功率操作或高环境温度 条件下对芯片温度加以限制。充满电压固定于4.2V,而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当电池达到4.2V之后,充电电流降至设定值 1/10,TP4055将自动终止充电。-摘自TP4055数据手册就像给手机充电时的充电器芯片——它会盯着锂电池的电压(比如锂电池满电是4.2V),没充满时控制大电流快充,快满时控制小电流慢充,充满后直接“断电”,防止电池充爆。主要引脚:5脚:充电电流设定、充电电流监控和停机引脚。在该引脚与地之间连接一个精度为1%的电阻器RPROG 可以设定充电电流。当在恒定电流模式下进行充电时,引脚的电压被维持在1V。PROG引脚还可用来关断充电器。将设定电阻器与地断接,内部一个2.5μA电流将PROG 引脚拉至高电平。当该引脚的电压达到 2.7V的停机门限电压时,充电器进入停机模式,充电停止且输入电源电流降至40μA。重新将RPROG 与地相连将使充电器恢复正常操作状态。我们这里接的是2K的电阻,由表格可知,我们所对应的充电电流是400mA。4脚:接外部电源(我们这里是USB输入,TP4055 能从一个USB 电源获得工作电源);3脚:充电电流输出,该引脚向电池提供充电电流并将最终浮充电压调节至4.2V。我们这里接的是锂电池(直接给电池送电),C3在这里是作为旁路电容。1脚:充电状态指示输出,用于告诉单片机我有没有在充电(因为我这个引脚连的是单片机,也可以接一个led灯,如下图)PART.03详细讲解主要参数:单片机ADC采样电压为0-3.3V,锂电池工作电压3.7V-4.2V,芯片给电池的充电电压是4.4V,PMOS管VGS(ON)=-0.7V,肖特基二极管正向导通电压为0.3V.1:当插了外部电源(接了USB线)第一步:外部电源“同时干两件事”一路给TP4055芯片供电,芯片启动后,通过连接锂电池的脚,给电池充电(充电过程由TP4055全程监控,充满自动停);另一路通过二极管D1,MOS管Q7,直接给后级设备(比如音箱的主板)供电。此时锂电池“歇着”,不放电!电池供电的通路(MOS管Q1关闭)截止,优先用外部电源给后级电路供电,这样既高效又避免电池反复充放,就像我们给手机充电的时候,手机照样能工作,此时给手机提供电的就是我们的电源。2:当没插外部电源(拔了USB线)锂电池“自动上岗工作”:外部电源消失后即VCC-SYS为0V,此时换锂电池给后级电路供电,假设电池充满电时的电压为4.2V,开关闭合,我们可计算看下Q1所处的状态,如下图瞬间Q1的体二极管导通,导通压降为0.7V,与此同时,Q1的沟道打开,等效电阻极小,相当于一根导线和二极管并联,二极管被短路,我们假设此时沟道的等效电阻为0.1Ω,电池的输出电流为100mA,再计算此时的电压,如下图,两个mos管均导通,实现了低功耗传输给后级电路供电,维持设备工作。此时只有电池在供电,直到外部电源重新接入,再自动切换回去。其中D1我们这里用的是肖特基二极管,相较于普通二极管功耗会更低些,如果没有这个二极管的话,那M点的电压就不是0V了。R7一端连接MOS管Q2的栅极,另一端接地,它会将MOS管Q2的栅极电平下拉到接近地电平(0V),在这里相当于一个下拉电阻,让MOS管Q1的栅极电平处于一个稳定、可预测的状态,确保电路能够可靠地工作。R5,R6这里是给单片机分压采样用到的分压电阻我们这里连的是单片机,我们想要知道锂电池的电量,就相当于是电压翻译器”,把锂电池的高电压翻译成单片机能懂的低电压信号,让单片机通过ADC采样就能知道电池电压,进而算出电量显示。常见问题答疑1.为啥不让电池同时放电?外部电源给电池充电,此时电池是作为负载,而且电流的流向是单向的,我们所说的电池和外部电源同时给后级电路供电的情况是后级需要很大的电流,此时需要电源和电池一起供电,而且此时电池没有被充电,电池的电量也是逐渐降低的状态,这种情况已经很少见了。2.为啥要分压采样?电阻比例为什么那么分配?为啥要选用那么大的两个电阻?单片机ADC采样电压为0-3.3V,锂电池工作电压3.7V-4.2V,如果不分压采样那当电池电压大于3.7V时单片机就都会显示为满电,4.2*3/4=3.15V,我们是尽量让锂电池最大电压靠近ADC采样的电压,这样显示会更加的准确,至于为什么那么大,就是为了减少功耗,这两个电阻是直接并联在电池两端的,所以不管后级电路是否开关,只要电池有电,这两个电阻就会耗电,所以尽量选的大一些。