汽車應(yīng)用中的限壓電路

1、.：.；汽車運(yùn)用中的限壓電路摘要：本文討論了汽車運(yùn)用中的典型供電架構(gòu)，并討論了如何在根本的電源設(shè)計(jì)中添加有源電壓限制功能，闡明了集成限壓器的必要性。文中還提供了幾個(gè) Maxim 的有源電壓限幅器設(shè)計(jì)實(shí)例。 概述：典型的汽車電源架構(gòu) 圖1給出了一個(gè)典型的汽車電源簡(jiǎn)化框圖。 圖1. 汽車電源的根本表示圖 上述框圖主要包括以下幾個(gè)單元： * 無(wú)源維護(hù)電路：限制+12V電源總線的正向電壓，并阻止產(chǎn)生負(fù)壓。 * 有源維護(hù)電路：該限壓器功能與無(wú)源維護(hù)電路類似，但運(yùn)用的是晶體管等有源器件，與具有同樣功能的無(wú)源方案相比可以提供更好的性價(jià)比，具有更小尺寸。 * 開(kāi)關(guān)方式或線性穩(wěn)壓器：為指定負(fù)載提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗?/p>

2、流，能夠采用多路電源構(gòu)造。在不同的運(yùn)用中，這些部件的技術(shù)規(guī)格會(huì)有所不同。有些運(yùn)用中并沒(méi)有思索這些要素，但會(huì)給系統(tǒng)的整體電氣性能帶來(lái)負(fù)面影響。實(shí)踐上，上述單元電路的任何缺失都會(huì)增大系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。 在電源中集成限壓器 有源電壓限幅器的原理非常簡(jiǎn)單，在器件的輸入和輸出之間添加一個(gè) MOSFET，限幅器控制該場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。正常任務(wù)形狀下，翻開(kāi)MOSFET并為負(fù)載供電；假設(shè)電壓超越定義的門限值，限壓電路會(huì)封鎖外部MOSFET，斷開(kāi)電源與負(fù)載的銜接。 圖2給出了根本限壓電路的內(nèi)部構(gòu)造和典型運(yùn)用電路。 圖2. 72V運(yùn)用范例，外部MOSFET用作過(guò)壓維護(hù)開(kāi)關(guān)/限幅控制，MAX6495-MAX6499電

3、路圖提供了器件的過(guò)壓檢測(cè)方式，MAX6495電路圖給出了器件的內(nèi)部架構(gòu)。 在這個(gè)根本的限壓電路中，VIN給內(nèi)部電路供電，VIN的最大電壓為80V。OVSET端的分壓器設(shè)置過(guò)壓檢測(cè)門限，內(nèi)置電荷泵為低本錢n溝道MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)供電，從而降低系統(tǒng)本錢。除了提供過(guò)壓門限外，這些IC還提供了欠壓檢測(cè)門限。 在另一方案是采用門限可調(diào)的窗式電壓限幅，圖3給出了一個(gè)相關(guān)的運(yùn)用范例。圖3. MAX6499配置為一個(gè)過(guò)壓/欠壓窗式檢測(cè)器(左圖)，其根本功能框圖如右圖所示。 這種情況下，限壓電路可以防止MOSFET和負(fù)載任務(wù)在欠壓和過(guò)壓形狀。可以嚴(yán)厲限制輸出電壓范圍(將其限制在較窄的范圍內(nèi))，以降低對(duì)電壓調(diào)

4、理器輸入范圍的技術(shù)要求，從而降低電壓調(diào)理器的設(shè)計(jì)本錢。而在一些音頻運(yùn)用中，并不需求高精度的電壓調(diào)理，對(duì)于這些運(yùn)用，限壓電路的設(shè)計(jì)可以省去穩(wěn)壓電路。 如上所述，分壓器可以控制圖2所示IC的輸入電壓，分壓器也可以銜接到限壓器的輸出端，如圖4所示。在后面的例子中，分壓器限制著負(fù)載上的電壓而不是簡(jiǎn)單地將其切斷。從其性能測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出限壓檢測(cè)是周期性進(jìn)展的。振蕩周期由負(fù)載電容、負(fù)載電流決議，可在很寬的范圍內(nèi)變化。周期振蕩包括兩個(gè)階段；第一個(gè)階段使MOSFET進(jìn)入有效方式，第二個(gè)階段將其封鎖。 圖4. 器件配置成一個(gè)過(guò)壓限幅維護(hù)開(kāi)關(guān)，CIN = 100F、COUT =10F、ROUT = 100 。 圖

5、4所示電路配置使MOSFET周期性地進(jìn)入有效方式，使功率耗散在MOSFET上，需求思索MOSFET散熱問(wèn)題。基于這一緣由，IC內(nèi)部包含了門限約為+160C的高溫維護(hù)單元，當(dāng)溫度下降到+140C以下時(shí)，電路恢復(fù)到正常方式。為了優(yōu)化設(shè)計(jì)，IC應(yīng)接近MOSFET放置，使兩者具有良好的熱傳導(dǎo)通路。 眾所周知，電路板電源總線能夠存在負(fù)向電壓尖峰或正向電壓尖峰。抑制負(fù)電壓的維護(hù)電路可以采用無(wú)源器件或特殊IC。圖5提供了MAX6496反向電壓維護(hù)的內(nèi)部構(gòu)造。 圖5. 利用MAX6496實(shí)現(xiàn)過(guò)壓限制，具有電壓跌落反向維護(hù)功能(左圖)；右圖為功能框圖。 除了限制正向電壓以外，MAX6496還包含一個(gè)p通道MOSF