经典过压保护电路

《经典过压保护电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、经典过压保护电路过压保护器件需要修改电路讨论两种类似应用解决方案：增大电路的最大输入电压增加一个电阻和齐纳二极管，用来对IN的电压进行箝位利用输出端电容储能引言MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398过压保护(OVP)器件用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏。器件通过控制外部串联在电源线上的n沟道MOSFET实现。当电压超过用户设置的过压门限时，拉低MOSFET的栅极，MOSFET关断，将负载与输入电源断开。过压保护(OVP)器件数据资料中提供的典型电路可以满足大多数应用的需求(图1)。然而，有些应用需要对

2、基本电路进行适当修改。本文讨论了两种类似应用：增大电路的最大输入电压，在过压情况发生时利用输出电容存储能量。图1.过压保护的基本电路增加电路的最大输入电压虽然图1电路能够工作在72V瞬态电压，但有些应用需要更高的保护。因此，如何提高OVP器件的最大输入电压是一件有意义的事情。图2所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管，用来对IN的电压进行箝位。如果增加一个三极管缓冲器(图3)，就可以降低对并联稳压器电流的需求，但也提高了设计成本。图2.增大最大输入电压的过压保护电路图3.通过三极管缓冲器增大输入电压的过压保护电路齐纳二极管的选择，要求避免

3、在正常工作时消耗过多的功率，并可承受高于输入电压最大值的电压。此外，齐纳二极管的击穿电压必须小于OVP的最大工作电压(72V)，击穿时齐纳二极管电流最大。串联电阻(R3)既要足够大，以限制过压时齐纳二极管的功耗，又要足够小，在最小输入电压时能够维持OVP器件正常工作。图2中电阻R3的阻值根据以下数据计算：齐纳二极管D1的击穿电压为54V；过压时峰值为150V，齐纳二极管的功率小于3W。根据这些数据要求，齐纳二极管流过的最大电流为：3W/54V=56mA根据这个电流，R3的下限为：(150V-54V)/56mA=1.7kΩR3的峰值功耗

4、为：(56mA)2×1.7kΩ=5.3W如果选择比5.3W对应电阻更小的阻值，则会在电阻和齐纳二极管上引起相当大的功率消耗。为了计算电阻R3的上限，必须了解供电电压的最小值。保证MAX6495正常工作的最小输入电压为5.5V。例如，假设供电电压的最小值为6V，正常工作时R3的最大压降为500mV。由于MAX6495的工作电流为150μA(最大)，相应电阻的最大值为：500mV/150μA=3.3kΩ图2中的R3设置为2kΩ，可以保证供电电压略小于6V时OVP器件仍可以正常工作。注意，发生过压故障时，R3和D1(图2)需要耗散相当大的功

5、率。如果过压条件持续时间较长(如：几十毫秒以上)，图3所示电路或许更能胜任应用的要求。图中射极跟随器通过降低从R3与D1节点抽取的电流大大增加R3所允许的最大值。以β值为100的三极管为例，此时150μA的器件工作电流变成1.5μA。这种情况下，不能忽略5μA的二极管反向漏电流。R3为10kΩ，因此，由于漏电流在R3上产生的压降会达到50mV。在IN和GND间使用一个1μF(最小值)的陶瓷电容。确保器件的电压范围满足输入电压的要求，须注意MOSFET的VDS_MAX额定值。利用输出端电容储能发生过压时，典型应用电路能够对输出电容自动放

6、电，以保护下游电路(图4)，有些应用需要利用输出电容储存能量，并且能够在瞬间高压的条件下继续维持下游电路的供电，利用图5电路可以达到这一目的。图4.典型的限压电路提供输出电容放电通道MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398通过内部100mA的电流源(见图4)连接到GATE输出，以对栅极电容和输出电容放电。电流源先对GATE放电(电流I1，绿色箭头)，直到GATE的电压等于OUTFB电压，然后断开FET，电流源继续降低GATE电压，最后，直到内部的箝位二极管变为正向偏置，对输出电容放电(电流I2，红色箭头)。图5.

7、带有输出电容储能功能的过压限制电路如果OUTFB没有连接，则断开了通过箝位二极管放电的通路，不再对输出电容放电。然而，MOSFET的栅极就不再有保护箝位二极管，VGS_MAX有可能超出额定值。在MOSFET源极和栅极之间增加一个外部箝位二极管(图5中的D1)可重新建立输出