开源工程系列之USB电源延时缓启动器

Posted 2020-10-31 Elysium

年初我买了一个行车记录仪，它配的车载充电器是塑料壳的，不符合我对散热的“极致追求”，于是乎我将其换成了先前买的金属车载充电器。然而，金属车充与行车记录仪不合，车子电源启动后车充指示灯反复闪烁，行车记录仪也没能正常上电。很明显，车充出现了过流保护的情况，罪魁祸首就是行车记录仪里的大电容。解决办法是让5V缓启动，即拉长电压从0V爬升到5V的时间。进一步的，还可以在车充的5V输出稳定后一段时间再给行车记录仪供电。于是，我用电源监控芯片+PMOS做了一个带延时上电和缓启动功能的玩意。3D打印了一个外壳（经过实验，车内温度很高时PLA材料会软化、变形，需使用ABS材料。考虑到ABS耐紫外线性差，又喷了一层珍珠漆）。

用于延时的RC和MOS管栅极都涂了松香以防止潮湿环境下漏电电流对延时时间产生较大的影响。

带载10Ω电阻并880µF电容的条件下MOS管开通瞬间栅极与漏极的波形如下：

可以看出，车充输出的5V电源稳定2.5s后缓启动器开始对外输出，而电压爬升时间也拉长到了310ms。310ms的爬升时间对于某些芯片可能太长，不过这个行车记录仪能接受。由于短时间内找不到电流探头或者差分探头，我也没有验证MOS管是否工作在SOA内就直接用上缓启动器了。效果不错，唯一的副作用就是增加了几十毫欧的线路电阻。

 

附件（原理图、光绘文件、外壳图纸）

 

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