我对用BJT把4G模块PWRKEY拉低来开机的理解对不对？

Rabbitoose · 发表于 2022-6-21 23:48:43

我看了厂家给的硬件设计手册，关于PWRKEY的相关信息如下：
1. 该引脚为数字输入引脚。
2. 其电平VIL(max)=0.5V，Vnorm 为基带供电电压即3.8V典型值
3. 需要开关机时，拉低一定的时长（如500ms）即可

厂家给的参考电路是通过MCU来控制一个NPN三极管来拉低该引脚，并且RB=4.7kΩ，再用一个47kΩ下拉B极至地。
如下图所示（红色是我的想法和说明）

其实我用中移的ML302已经做样板做成功过了，但是现在我想弄明白4.7kΩ阻值的选择依据。

手册中没有地方提到上拉PWRKEY引脚，所以我认为这个引脚是自带上拉的，但是厂家没有给出具体说明。

以下是我的分析：
三极管配置要点是让它处于深度饱和状态，从而达到VCE=0.2~0.3V左右的样子，也就是说最低也就只能把PWRKEY拉低到这个电平。
对三极管来说，可以认为PWRKEY引脚内置的上拉电阻就是负载电阻，其大小决定了IC的最大大小，如假设负载电阻为RL=38kΩ，那么IC(max)=VCC/RL=3.8/38=0.1mA；假设RL=10kΩ，则IC(max)=3.8/10=0.38mA
进一步的，基极电流应该IB>IC/β=0.1mA/100=1uA（若RL为10kΩ，则IB>IC/β=0.38mA/100=3.8uA）
考虑到β数值变化较大，考虑IB=15uA应该比较稳妥。

比如就按15uA来计算，在MCU供电为3.3V的情况下，基极电阻RB=(3.3V-VBE)/15uA=173kΩ
或者以30uA来计算，基极电阻RB=(3.3V-VBE)/30uA=87kΩ

我这样不管怎么算也不需要选4.7kΩ这么小的阻值啊。如果说只要能达到深度饱和，阻值小一点没关系，那我是不是可以不必选择4.7kΩ，而是选择10kΩ，这样至少还少用一种料呢。
不知道我的错误在哪里。

关于三极管选型，我觉得选择S9014就可以了，50V的耐压值，100mA的Ic。

//edit：完善文字

kitten · 发表于 2022-6-22 03:00:03

PWRKEY内部是上拉的，具体你可以悬空的时候测量一下。RB组织本来的选择范围就很宽，保证三极管深度饱和就行。10nf的电容似乎没必要。另外我一般都用mos来替代三极管，RB阻值就更随意了。

liao-ljj · 发表于 2022-6-22 08:04:02

可以推荐DTC114EM或 DTC143ZUA，开机电路可以用一个SGM804-2.93YN5G/TR或TI的也可以！

zqf441775525 · 发表于 2022-6-22 08:37:36

如果按照你红笔画的电路图，和你按照30uA的计算，RB的取值在1K - 87K之间取任意值都可以。具体取多少一般是看电路其他部分有什么阻值，这个就顺便取那个阻值了。

R88 · 发表于 2022-6-22 08:54:14

B和IC和温度都有关系，厂家是考虑了比较多，给了个稳妥的值。

my_avr · 发表于 2022-6-22 09:07:13

我用STM32的IO口设置为OD模式，串一个200R的电阻，直接控制PWRKEY

Rabbitoose · 发表于 2022-6-22 09:25:24

my_avr 发表于 2022-6-22 09:07
我用STM32的IO口设置为OD模式，串一个200R的电阻，直接控制PWRKEY
(引用自6楼)

那你不下拉的时候PWRKEY不是3.8V电平么？stm32是3.3V电平。电平不兼容啊。

Rabbitoose · 发表于 2022-6-22 09:26:17

R88 发表于 2022-6-22 08:54
B和IC和温度都有关系，厂家是考虑了比较多，给了个稳妥的值。
(引用自5楼)

我觉得可能也是这样。但是我就是在跟三极管较劲，想知其所以然嘛。

Rabbitoose · 发表于 2022-6-22 09:29:25

zqf441775525 发表于 2022-6-22 08:37
如果按照你红笔画的电路图，和你按照30uA的计算，RB的取值在1K - 87K之间取任意值都可以。具体取多少一般是 ...
(引用自4楼)

那就说明我的理解是对的了

我回头可以测它一下。

Rabbitoose · 发表于 2022-6-22 09:31:55

liao-ljj 发表于 2022-6-22 08:04
可以推荐DTC114EM或 DTC143ZUA，开机电路可以用一个SGM804-2.93YN5G/TR或TI的也可以！ ...
(引用自3楼)

嗯。感谢推荐，数字三极管后面我尝试一下。

my_avr · 发表于 2022-6-22 09:44:40

Rabbitoose 发表于 2022-6-22 09:25
那你不下拉的时候PWRKEY不是3.8V电平么？stm32是3.3V电平。电平不兼容啊。
(引用自7楼)

用5V容忍的IO口

Rabbitoose · 发表于 2022-6-22 09:53:59

my_avr 发表于 2022-6-22 09:44
用5V容忍的IO口
(引用自11楼)

嗯嗯，我老是忽略掉io口还有这个feature。

tomzbj · 发表于 2022-6-22 23:24:14

一个2N7002不就完了...

Rabbitoose · 发表于 2022-6-22 23:31:34

tomzbj 发表于 2022-6-22 23:24
一个2N7002不就完了...
(引用自13楼)

我这不就是在跟模块厂家给的参考设计较真嘛，以确保我对这个细节的认知是正确的

qwe2231695 · 发表于 2022-6-23 02:59:48

没区别都可以，这么一点Ib可以忽略

我对用BJT把4G模块PWRKEY拉低来开机的理解对不对？

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