硬件电路设计之泄放电路设计

1 简介

泄放电路就是将一部分电能转换成热能或者其它形式能量的电路。相信大家应该都有碰到过下面这些问题：

单板下电但是LED依然未熄灭。

通过示波器测试单板下电波形，显示掉电速度十分缓慢。

今天主要就是解决这个两个问题。

2 应用场景

泄放电路即放电电路，主要应用在以下两种场景：

用在需要快速反复开关电源。

负载电路上有大容量电容的场景。

分析 ：断开电源开关后，如果负载电路有大电容，会引起负载电路上的电压下降缓慢。此时如果重新接上电源开关，负载电路在未完全掉电的情况下重新上电，可能会导致电路不能正常复位启动，进而电路工作异常，出现开机死机等情况。

3 泄放电路设计

电阻实现泄放电路

下电时，大电容储存电能通过10KΩ直接泄放到地平面。

优点：电路设计简单，仅需一个电阻就能满足设计要求。

缺点：功耗增加，不满足低功耗要求，且泄放效果不明显。

三极管实现泄放电路

上电过程

上电瞬间，三极管的基极b为高电平，VCC通过D1给板卡正常供电，三极管Q1截止，VCC通过D1给C1进行充电。

下电过程

下电瞬间，三极管Q1的基极b被电阻R1拉低，D1由于其单向导电性，相当远断开，电流从Q1的集电极流向发射极，最终构成回路。注意电阻R2的阻值不宜过大，否则会影响泄放的速度。

优点 ：这种方式电路泄放效果好，泄放回路不需要经过电源IC,极大地提高了电路的可靠性。

缺点 ：如果前级VCC的下电较慢，可能会导致后级VOUT下电减慢。

单片机实现泄放功能

这种泄放电路设计是在英伟达的官网参考设计上面看见的，没有使用过， 优点与缺点暂不评论。

带泄放功能电源芯片

此处介绍的芯片是SGM25661，输入电压范围0.8~3.5V，输出电压为1.2V、1.8V、2.5V和3.3V，最大的输出电流高达6A，且支持快速放电功能。

SGM25661的内部结构见下图：

当ON引脚为低电平时，经过非门后变为高电平，下管（NMOS管）导通，实现快读放电过的过程。下电的波形见下如：

优点：不需要额外的电阻元器件，即可实现快速放电的功能。

缺点：这种方式需要在下电时，迅速将ON拉低，否则无法实现快速功能，且这种芯片较少。

4 总结

通过使用泄放电路，可以控制电容器的放电速度，从而避免对其他元件造成损害。泄放电路的实现方式有很多种，其中最常见的是使用电阻。电阻器可以限制电容器的放电速度，从而控制电路中的电流。另外，还可以使用二极管或晶体管等元件来实现泄放电路。这些元件可以在电容器需要释放电荷时，将电荷导向地面或其他地方，从而实现电容器的放电。泄放电路是一种非常重要的电路，它可以控制电容器的放电速度，保护其他元件，确保电路的正常运行。