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电源开关电路，经常用在各“功能模块”电路的电源通断控制，是常用电路之一。本文要讲解的电源开关电路，是用MOS管实现的，且带软开启功能。
既然带“软”开启功能，不妨把这个电路理解为一个“软”妹纸，让咱们深入去了解她吧！
电源开关电路，尤其是MOS管电源开关电路，经常用在各“功能模块”电路的电源通断控制，如下框图所示。
▲图1：框图中1个MOS管符号代表1个完整的MOS管电源开关电路
在设计时，只要增加一个电容（C1），一个电阻（R2），就可以实现软开启（soft start）功能。
▲图2：电容C1、电阻R2实现软开启（soft start）功能
软开启，是指电源缓慢开启，以限制电源启动时的浪涌电流。
在没有做软开启时，电源电压的上升会比较陡峭，见图3。
▲图3：没有做软开启时，电源电压上升沿比较陡峭
加入软开启功能后，电源开关会慢慢打开，电源电压也就会慢慢上升，上升沿会比较平缓，见图4。
▲图4：加入软开启功能，电源电压上升沿比较平缓
浪涌电流可能会令电源系统突然不堪重负而掉电，导致系统不稳定。严重的可能会损坏电路上的元器件。
▲图5：浪涌电流时常导致系统不稳定，并可能损坏电路元器件
电源上电过快过急，负载瞬间加电，会突然索取非常大的电流。比如在电源电压是5V，负载是个大容量电容的时候，电源瞬间开启令电压瞬间上升达到5V，电容充电电流会非常大。如果同样的时间内电源电压只上升到2.5V，那么电流就小得多了。下面从数学上分析一下。
电量 = 电容容量 * 电容两端的电压，即：
Q = C * U
同时 电量 = 电流 * 时间，即：
Q = I * t
所以电流：
I = (CU) / t
从公式可以看出，当电容容量越大，电压越高，时间越短，电流就会越大，从而形成浪涌电流。
大电容只是形成浪涌电流的原因之一，其他负载也会引起浪涌电流。
1、控制电源开关的输入信号 Control 为低电平或高阻时，三极管Q2的基极被拉低到地，为低电平，Q2不导通，进而MOS管Q1的Vgs = 0，MOS管Q1不导通，+5V_OUT 无输出。电阻R4是为了在 Control 为高阻时，将三极管Q2的基极固定在低电平，不让其浮空。
2、当电源 +5V_IN 刚上电时，要求控制电源开关的输入信号 Control 为低电平或高阻，即关闭三极管Q2，从而关闭MOS管Q1。因 +5V_IN 还不稳定，不能将电源打开向后级电路输出。此时等效电路图如下。
此时电源 +5V_IN 刚上电，使MOS管G极与S极等电势，即Vgs = 0，令Q1关闭。
3、电源 +5V_IN 上电完成后，MOS管G极与S极两端均为5V，仍然Vgs = 0。
4、此时将 Control 设为高电平（假设高电平为3.3V），则：
- ①三极管Q2的基极为0.7V，可算出基极电流Ibe为：
(3.3V - 0.7V) / 基极电阻R3 = 0.26mA
- ②三级管Q2饱和导通，Vce ≈ 0。电容C1通过电阻R2充电，即C1与G极相连端的电压由5V缓慢下降到0V，导致Vgs电压逐渐增大。
- ③MOS管Q1的Vgs缓慢增大，令其缓慢打开直至完全打开。最终Vgs = -5V。
- ④利用电容C1的充电时间实现了MOS管Q1的缓慢打开（导通），实现了软开启的功能。
MOS管打开时的电流流向如下图所示：
5、电源打开后，+5V_OUT 输出为5V电压。此时将 Control 设为低电平，三极管Q2关闭不导通。然后电容C1与G极相连端通过电阻R2、R1放电，电压逐渐上升到5V。最终电容C1放电完毕两端电压差变为0，即MOS管Q1的Vgs = 0，起到软关闭的效果。软关闭一般不是我们想要的，过慢地关闭电源，可能出现系统不稳定等异常。过程如下图。
过慢地开启和关闭电源都可能导致电路系统异常，这个MOS管电源开关电路及其参数已经过大批量使用验证，一般情况下可以直接照搬使用。
调整C1、R2的值，可以修改软启动的时间。值增大，则时间变长。反之亦然。
如果不想使用软开启功能，直接不上件电容C1即可。
使用原理图中所标型号的MOS管（WPM2341A-3/TR），通过的电流最好不要超过1.75A，留至少30%的余量，并且要注意散热。
因为下图中该MOS管的数据手册说它超过2.5A会损坏。
最后：啰里啰嗦讲软启动，绕得头都晕了，放松一下眼睛吧，软妹纸鼓励大家继续加油哦~
2020年3月18日 下午5:28 沙发
MOS管有直插式的推荐吗，谢谢啦
2020年3月20日 下午9:36 1层
@JOU 要有应用场景才能选型的，比如MOS管选型起码要知道是用在多大的电压、通过多大的电流。
2020年4月16日 下午5:07 板凳
你好，我想请问一下，当Control切换到低电平时，三极管Q2被截止，这时电容两端的电压是5V，那么电容时如何通过R2进行放电的呢？它放电的回路是不是C1，R1，R2 ？？？此时的整个电路电流流向是什么的？？
2020年4月25日 下午11:58 1层
@夕锟斤拷锟斤拷锟斤拷 电流的流向是：+5V_IN->R1->R2->电容C1与G极相连端。
2020年10月11日 下午10:32 地板
写的很好，有个小建议，关于电流计算的公式“I = (CU) / t”，实际上对电容充电电流并不是恒定的，更准确的写法是I=dQ/dt=d(CU)/dt
2020年10月13日 上午9:48 1层
@锟斤拷锟斤拷 评论很棒，点赞！实时瞬间电流的计算公式为：i = dQ / dt = d(C*u) / dt = C * du / dt
正文中为避免写得太复杂，微分公式就补充到这里吧
2020年12月28日 下午9:08 4楼
请问一下我使用的这个电路，导通后再想关断，无法完全关断，3.3v电源开关，检测到mosfet的漏极电压仍然有2.57v
2020年12月30日 下午2:59 1层
@Rime 把三极管Q2焊掉，这时候MOS管Q1要求是关断的。如果MOS管Q1确实关断了，那么三极管Q2这边异常；如果MOS管Q1没有关断，那么是MOS管Q1这边异常，请检查电路，也可能管子坏了。调试的时候可以把电容C1去掉，避免因它带来问题。要进一步讨论，欢迎关注微信公众号“电路啊”，嘿嘿。
2021年1月4日 下午5:00 5楼
MOS管降额不能简单的按30%算，要根据散热条件工作环温来综合考虑，计算时按照规格书给出的最大结温，封装热阻，来计算降额，要保证不会超过最大结温，而且要留足余量保证寿命
2021年1月8日 下午6:13 1层
@锟斤拷森 很棒的留言，赞！
2022年11月12日 上午11:31 6楼
大佬您好，我想借用您的原理图做一个，mcu控制typec加热器的开关控制板子，一般c口都能跑到2A的电流，明显这个wpm234a带不动，想换成更大功率的pmos，比如ap40p05、ao4459之类的，可以直接替换么？