汽車應(yīng)用中的限壓電路摘要：本文討論了汽車應(yīng)用中的典型供電架構(gòu)，并探討了如何在根本的電源設(shè)計中增加有源電壓限制功能，說明了集成限壓器的必要性。文中還提供了幾個Maxim的有源電壓限幅器設(shè)計實例。概述：典型的汽車電源架構(gòu)圖1給出了一個典型的汽車電源簡化框圖。PFKJTEGTiaN

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COMFDNbN"S圖1.汽車電源的根本示意圖上述框圖主要包括以下幾個單元：*無源保護電路：限制+12V電源總線的正向電壓，并阻止產(chǎn)生負壓。*有源保護電路：該限壓器功能與無源保護電路類似，但使用的是晶體管等有源器件，與具有同樣功能的無源方案相比能夠提供更好的性價比，具有更小尺寸。*開關(guān)模式或線性穩(wěn)壓器：為指定負載提供適當?shù)碾妷汉碗娏?，可能采用多路電源結(jié)構(gòu)。在不同的應(yīng)用中，這些部件的技術(shù)規(guī)格會有所不同。有些應(yīng)用中并沒有考慮這些因素，但會給系統(tǒng)的整體電氣性能帶來負面影響。實際上，上述單元電路的任何缺失都會增大系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。在電源中集成限壓器有源電壓限幅器的原理十分簡單，在器件的輸入和輸出之間增加一個MOSFET，限幅器控制該場效應(yīng)管的柵極。正常工作狀態(tài)下，打開MOSFET并為負載供電；如果電壓超過定義的門限值，限壓電路會關(guān)閉外部MOSFET，斷開電源與負載的連接。圖2給出了根本限壓電路的內(nèi)部構(gòu)造和典型應(yīng)用電路。

GA1EJNCHJ1FEftlR2AJAX就5-OVSfT□NDcvsrGATEOU1FBSHRN1WCHARGEPUMPTKflMALPRCTECTIONMAJ（踽圖2.72V應(yīng)用X例，外部GA1EJNCHJ1FEftlR2AJAX就5-OVSfT□NDcvsrGATEOU1FBSHRN1WCHARGEPUMPTKflMALPRCTECTIONMAJ（踽在這個根本的限壓電路中，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)置過壓檢測門限，內(nèi)置電荷泵為低本錢n溝道MOSFET的柵極驅(qū)動供電，從而降低系統(tǒng)本錢。除了提供過壓門限外，這些IC還提供了欠壓檢測門限。在另一方案是采用門限可調(diào)的窗式電壓限幅，圖3給出了一個相關(guān)的應(yīng)用X例。;R1IC*圖3.MAX6499配置為一個過壓/欠壓窗式檢測器（左圖），其根本功能框圖如右圖所示。;R1IC*這種情況下，限壓電路可以防止MOSFET和負載工作在欠壓和過壓狀態(tài)?？梢試栏裣拗戚敵鲭妷篨圍（將其限制在較窄的X圍內(nèi)），以降低對電壓調(diào)節(jié)器輸入X圍的技術(shù)要求，從而降低電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)計本錢。而在一些音頻應(yīng)用中，并不需要高精度的電壓調(diào)節(jié)，對于這些應(yīng)用，限壓電路的設(shè)計可以省去穩(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，分壓器也可以連接到限壓器的輸出端，

如圖4所示。在后面的例子中，分壓器限制著負載上的電壓而不是簡單地將其切斷。從其性能測試數(shù)據(jù)可以看出限壓檢測是周期性進展的。振蕩周期由負載電容、負載電流決定，可在很寬的X圍內(nèi)變化。周期振蕩包括兩個階段；第一個階段使MOSFET進入有效模式，第二個階段將其關(guān)閉。時R2時R2圖4.器件配置成一個過壓限幅保護開關(guān)，CIN=100^F、COUT=10々F、ROUT=100。圖4所示電路配置使MOSFET周期性地進入有效模式，使功率耗散在MOSFET上，需要考慮MOSFET散熱問題。基于這一原因，IC內(nèi)部包含了門限約為+160°C的高溫保護單元，當溫度下降到+140°C以下時，電路恢復(fù)到正常模式。為了優(yōu)化設(shè)計，IC應(yīng)靠近MOSFET放置，使兩者具有良好的熱傳導通路。眾所周知，電路板電源總線可能存在負向電壓尖峰或正向電壓尖峰。抑制負電壓的保護電路可以采用無源器件或特殊IC。圖5提供了MAX6496反向電壓保護的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。GATEINOUTFB—n*4箕心MAX6456SMNWTEFOVSETGNO圖5.利用MAX6496實現(xiàn)過壓限制，具有電壓跌落反向保護功能（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p通道MOSFET柵極控制電路，可以在正電壓時使MOSFET保持導通狀