为嵌入式产品设计有效的电源

我目前正在设计几种嵌入式微控制器产品，这些产品将通过壁装电源插座供电。我计划使用壁式电源来提供大约5-9V DC的输入，但是我希望我的设备的输入在最高30V的电压下工作，只是出于兼容性和易用性的考虑。该电源电路的输出应为3.3V，最大约为500 mA。我还需要反向电压保护，以防用户插入带有中心负极端子的桶形插孔。下面是我的设计。我使用PTC保险丝来防止短路/过电流问题，并使用P沟道MOSFET来防止反极性到达开关稳压器。齐纳二极管允许高输入电压而不会炒熟MOSFET。

我的主要问题是：该开关稳压器可以与保护Vin引脚的P沟道MOSFET一起使用吗？我的零件选择中是否有明显不好的选择？是否有任何明显的错误会阻止此操作？

注意：在LCSC上可以找到这些零件中的某些零件，仅仅是因为它们的价格低廉并且与我使用的PCB服务集成在一起，以防万一找不到制造商。零件编号在任何地方。

编辑：我已经修改了设计，以防止浪涌电流超过大约15-25A。

极性保护可以正常工作，如Mosfet在反极性保护中所述。
其余的是Microchip在MCP16301 / H数据手册中给出的典型应用。
因此，我在那里看不到任何问题。

我不知道您在C2最初形成短路时施加30V时是否考虑了浪涌电流：它不应超过身体二极管可以处理的最大脉冲体二极管电流，也不应该超过-27 A的最大脉冲漏电流。 。

PTC的最小电阻为0.400Ω，再加上C2的ESR，再加上J2的接触电阻，再加上Q2的体二极管的“电阻”或缓慢导通的通道，可能会限制浪涌电流，但是最好进行仿真和/或测量它。

编辑1
体二极管始终处于导通状态，因此由于R3或Q2栅极-源极两端的附加电容器（= D2两端）而导致Q2的缓慢导通不会限制浪涌电流。

您最好使用一个1欧姆的电阻。加上PTC的已知最小电阻，电流被限制为30V / 1.4Ω= 21.4A。

在30V输入，3.3V和600 mA输出，效率为80％的情况下，Iin = 83 mA，因此1欧姆的损耗= 6.8 mW。
在12V输入，3.3V和600 mA输出的情况下，效率为80％，Iin = 206 mA，因此1欧姆的损耗= 43 mW。

注意：NTC可以使用，但别忘了它在热的时候也无济于事。因此，适用于在关闭设备后再打开设备之前将其计数为10的情况。

编辑2
背对背添加另一个PMOS也是一种解决方案。
但是，将排水管绑在一起会导致以下初始情况：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

C3和C2两端的电压最初为0V。我为C3绘制了此简短描述（仅供参考），以显示上面电路中发生的情况。因此，两个PMOS的栅极电压最初也为0V。因此，两个PMOS都会从一开始就导通，仍然会产生巨大的浪涌电流。
请注意，将C2连接在两个PMOS之间将无济于事：M2的体二极管将具有与D2相同的效果。

更好地将来源捆绑在一起：

^{模拟该电路}

同样，C3和C2两端的电压最初均为0V。
M2的源上任何高于0V的电压都将使其体二极管反向偏置，因此最初短路的C3对C2＆D1＆R1不会产生影响。
由于M1的体二极管是正向偏置的，而C2最初是0V，因此栅极电压最初将等于电源电压，从而保持两个PMOS都闭合。
C2正在通过M1和R1的体二极管缓慢充电，并且将以这种方式缓慢打开两个PMOS，从而限制了浪涌电流。
接通时间由R1和C1以及MOSFET的阈值电压决定。