典型的汽车电源架构图1是典型的汽车电源的简化框图,主要包括以下单元:源极保护电路:限制+ 12V电源总线的正电压并防止产生负电压。
有源保护电路:该限压器的功能类似于无源保护电路,但是它使用有源器件,例如晶体管。
与具有相同功能的无源解决方案相比,它可以提供更好的性价比,并且尺寸更小。
开关模式或线性稳压器:为指定负载提供适当的电压和电流,并且可以采用多通道电源结构。
在不同的应用中,这些组件的技术规格将有所不同。
在某些应用中,不会考虑这些因素,但是它们会对系统的整体电气性能产生负面影响。
实际上,任何上述单元电路的缺乏都会增加系统设计的复杂性。
电源中集成了电压限制器active有源电压限制器的原理非常简单。
在器件的输入和输出之间添加了一个MOSFET,而限幅器则控制FET的栅极。
在正常工作条件下,请打开MOSFET并为负载供电。
如果电压超过定义的阈值,则限压电路将关闭外部MOSFET并断开电源与负载的连接。
图2显示了基本限压电路的内部结构和典型应用电路。
在此基本电压限制电路中,VIN为内部电路供电,VIN的最大电压为80V。
OVSET端的分压器设置过压检测阈值,内置电荷泵为低成本n沟道MOSFET的栅极驱动提供电源,从而降低了系统成本。
除了提供过压阈值之外,这些IC还提供了欠压检测阈值。
另一种解决方案是使用具有可调阈值的窗口电压限制器。
图3显示了一个相关的应用示例。
在这种情况下,限压电路可以防止MOSFET和负载在欠压和过压条件下工作。
可以严格限制输出电压范围(限制在狭窄范围内),以减少对稳压器输入范围的技术要求,从而降低稳压器的设计成本。
在某些音频应用中,不需要高精度电压调节。
对于这些应用,限压电路的设计可以省去稳压电路。
如上所述,分压器可以控制图2所示的IC的输入电压,分压器也可以连接至限压器的输出,如图4所示。
限制负载上的电压,而不是简单地切断负载。
从性能测试数据可以看出,电压极限检测是定期执行的。
振荡周期由负载电容和负载电流决定,并且可以在很宽的范围内变化。
周期性振荡包括两个阶段。
第一级使MOSFET进入有效模式,第二级将其关闭。
图4所示的电路配置使MOSFET周期性地进入有效模式,因此功率在MOSFET中耗散,因此需要考虑MOSFET的散热。
因此,IC包含一个阈值约为+ 160°C的高温保护单元。
当温度降至+ 140°C以下时,电路返回正常模式。
为了优化设计,应将IC放置在靠近MOSFET的位置,以使二者具有良好的导热路径。
众所周知,电路板的电源总线中可能存在负电压尖峰或正电压尖峰。
抑制负电压的保护电路可以使用无源器件或专用IC。
图5提供了MAX6496反向电压保护的内部结构。
除了限制正电压外,MAX6496还包括一个p沟道MOSFET栅极控制电路,当电压为正时,它可以使MOSFET保持导通,而当电压为负时,它可以保持关断。
在高负载电流和低输入电压的情况下,该电路比典型的肖特基二极管更实用。
结论this本文讨论的限压电路均提供了相应的特性参数,以方便该器件在各种场合下的应用。
每个电压限制电路在负载通电时允许最大输入电压为72V,而在负载上电时允许最大输入电压为80V。