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稳频稳压电源过压保护电路解析

稳频稳压电源过压保护器材需求修正电路评论两种相似运用解决方案: 增大电路的最大输入电压添加一个电阻和齐纳二极管,用来对IN 的电压进行箝位运用输出端电容储能 导言MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398 稳频稳压电源过压保护(OVP)器材用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的损坏。器材经过操控外部串联在电源线上的n 沟道MOSFET 完成。当电压超越用户设置的过压门限时,低MOSFET 的栅极,MOSFET 关断,将负载与输入电源断开。稳频稳压电源过压保护(OVP)器材数据资料中供给的典型电路能够满意大多数运用的需求(图1)。但是,有些运用需求对根本电路进行恰当修正。本文评论了两种相似运用:增大电路的最大输入电压,在过压状况发作时运用输出电容存储能量。

稳频稳压电源过压保护的基础电路

图 1. 稳频稳压电源过压保护的基础电路

添加电路的最大输入电压尽管图 1 电路能够作业在72V 瞬态电压,但有些运用需求更高的保护。因而,怎么进步OVP器材的最大输入电压是一件有意义的作业。图2 所示电路添加了一个电阻和齐纳二极管,用来对IN 的电压进行箝位。如果添加一个三极管缓冲器(图3),就能够下降对并联稳压器电流的需求,但也进步了规划本钱。

稳频稳压电源过压保护电路图

稳频稳压电源过压保护电路图

图 3. 经过三极管缓冲器增大输入电压的稳频稳压电源过压保护电路齐纳二极管的挑选,要求防止在正常作业时耗费过多的功率,并可接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有必要小于OVP 的最大作业电压(72V),击穿时齐纳二极管电流最大。串联电阻(R3)既要满意大,以约束过压时齐纳二极管的功耗,又要满意小,在最小输入电压时能够保持OVP 器材正常作业。图 2 中电阻R3 的阻值依据以下数据核算: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。依据这些数据要求,齐纳二极管流过的最大电流为: 3W/54V = 56mA 依据这个电流,R3 的下限为: (150V -

54V)/56mA = 1.7kΩ R3 的峰值功耗为: (56mA)2 × 1.7kΩ = 5.3W 如果挑选比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耗费。为了核算电阻R3 的上限,有必要了解供电电压的最小值。保MAX6495 正常作业的最小输入电压为5.5V。例如,假定供电电压的最小值为6V,正常作业时R3 的最大压降为500mV。因为MAX6495的作业电流为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,能够保证供电电压略小于6V 时OVP 器材仍能够正常作业。留意,发作过压毛病时,R3 和D1 (图2)需求耗散相当大的功率。如果过压条件持续时间较长(如:几十毫秒以上),图3 所示电路或许更能担任运用的要求。图中射极跟从器经过下降从R3 与D1节点抽取的电流大大添加R3 所答应的最大值。以β值为100 的三极管为例,此时150μA的器材作业电流变成1.5μA。这种状况下,不能忽略5μA 的二极管反向漏电流。R3 为10kΩ,因而,因为漏电流在R3 上产生的压降会达到50mV。在 IN 和GND 间运用一个1μF(最小值)的陶瓷电容。保证器材的电压规模满意输入电压的要求,须留意MOSFET 的VDS_MAX 额定值。

运用输出端电容储能发作过压时,典型运用电路能够对输出电容自动放电,以保护下流电路(图4),有些运用需求运用输出电容贮存能量,而且能够在瞬间高压的条件下持续保持下流电路的供电,运用图5 电路能够达到这一意图。

稳频稳压电源过压保护电路图

图 4. 典型的限压电路供给输出电容放电通道 MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398经过内部100mA 的电流源(见图4)衔接到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,

电流源持续下降GATE 电压,最终,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,赤色箭头)。

稳频稳压电源过压保护电路图

图5. 带有输出电容储能功用的过压约束电路如果 OUTFB 没有衔接,则断开了经过箝位二极管放电的通路,不再对输出电容放电。但是,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 源极和栅极之间添加一个外部箝位二极管(图5 中的D1)可重新建立输出

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