Entwerfen einer effektiven Stromversorgung für eingebettete Produkte

Der Verpolungsschutz funktioniert korrekt wie bei Mosfet im Verpolungsschutz erklärt .
Der Rest sind die von Microchip im MCP16301/H-Datenblatt angegebenen Typischen Anwendungen.
Also ich sehe da keine Probleme.

Ich weiß nicht, ob Sie den Einschaltstrom beim Anlegen von 30 V berücksichtigt haben, während C2 anfänglich einen Kurzschluss bildet: Er sollte weder den maximalen gepulsten Body-Diodenstrom überschreiten, den die Body-Diode verarbeiten kann, noch den maximalen gepulsten Drainstrom, der zufällig -27 A beträgt .

Der PTC hat einen Mindestwiderstand von 0,400 Ω plus den ESR von C2 plus den Kontaktwiderstand von J2 plus den "Widerstand" der Körperdiode von Q2 oder den langsam eingeschalteten Kanal, der wahrscheinlich den Einschaltstrom begrenzt, aber Sie sollten besser simulieren und / oder messen Es.

BEARBEITEN 1
Die Körperdiode leitet immer, sodass das langsame Einschalten von Q2 aufgrund von R3 oder eines zusätzlichen Kondensators über der Gate-Source von Q2 (= über D2) den Einschaltstrom nicht begrenzt.

Verwenden Sie besser einen 1-Ohm-Widerstand. Zusammen mit dem bekannten Mindestwiderstand des PTC wird der Strom auf 30V/1,4 Ω = 21,4 A begrenzt.

Bei 30 V Eingang, 3,3 V und 600 mA Ausgang, 80 % Wirkungsgrad, Iin = 83 mA, also Verluste an 1 Ohm = 6,8 mW.
Bei 12 V Eingang, 3,3 V und 600 mA Ausgang, 80 % Wirkungsgrad, Iin = 206 mA, also Verluste an 1 Ohm = 43 mW.

Hinweis: Ein NTC wird funktionieren, aber vergessen Sie nicht, dass es nicht mehr viel hilft, wenn es heiß ist. Es gilt also die Zählung bis 10 vor dem Einschalten eines Geräts nach dem Ausschalten .

BEARBEITEN 2
Das Hinzufügen eines weiteren PMOS hintereinander wäre auch eine Lösung. Ein Zusammenbinden der Drainagen
würde jedoch zu folgender Anfangsbedingung führen :

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Die Spannungen über C3 und über C2 sind anfänglich 0 V. Ich habe dies (nur) für C3 kurz gezeichnet, um zu zeigen, was in der obigen Schaltung passiert. Die Gate-Spannungen für beide PMOS sind daher zunächst ebenfalls 0 V. Die beiden PMOS werden also von Anfang an eingeschaltet und liefern immer noch einen enormen Einschaltstrom.
Beachten Sie, dass das Verbinden von C2 zwischen den beiden PMOS nicht hilft: Die Body-Diode von M2 hat den gleichen Effekt wie D2.

Besser ist es, die Quellen zusammenzubinden:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Wiederum sind die Spannungen über C3 und über C2 anfänglich 0 V.
Jede höhere Spannung als 0 V an der Source von M2 führt dazu, dass seine Body-Diode in Sperrrichtung vorgespannt wird, sodass ein anfänglich kurzgeschlossener C3 keine Auswirkung auf C2 & D1 & R1 hat.
Da die Body-Diode von M1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist und C2 anfänglich 0 V beträgt, ist die Gate-Spannung anfänglich gleich der Versorgungsspannung, wodurch beide PMOS geschlossen bleiben.
C2 lädt langsam durch die Body-Diode von M1 und R1 und schaltet auf diese Weise beide PMOS langsam ein, wodurch der Einschaltstrom begrenzt wird.
Die Einschaltzeit wird durch R1 & C1 und die Schwellenspannung der Mosfets bestimmt.