汽车应用中的限压电路

1、.：.；汽车运用中的限压电路摘要：本文讨论了汽车运用中的典型供电架构，并讨论了如何在根本的电源设计中添加有源电压限制功能，阐明了集成限压器的必要性。文中还提供了几个 Maxim 的有源电压限幅器设计实例。 概述：典型的汽车电源架构 图1给出了一个典型的汽车电源简化框图。 图1. 汽车电源的根本表示图 上述框图主要包括以下几个单元： * 无源维护电路：限制+12V电源总线的正向电压，并阻止产生负压。 * 有源维护电路：该限压器功能与无源维护电路类似，但运用的是晶体管等有源器件，与具有同样功能的无源方案相比可以提供更好的性价比，具有更小尺寸。 * 开关方式或线性稳压器：为指定负载提供适当的电压和电

2、流，能够采用多路电源构造。在不同的运用中，这些部件的技术规格会有所不同。有些运用中并没有思索这些要素，但会给系统的整体电气性能带来负面影响。实践上，上述单元电路的任何缺失都会增大系统设计的复杂度。 在电源中集成限压器 有源电压限幅器的原理非常简单，在器件的输入和输出之间添加一个 MOSFET，限幅器控制该场效应管的栅极。正常任务形状下，翻开MOSFET并为负载供电；假设电压超越定义的门限值，限压电路会封锁外部MOSFET，断开电源与负载的衔接。 图2给出了根本限压电路的内部构造和典型运用电路。 图2. 72V运用范例，外部MOSFET用作过压维护开关/限幅控制，MAX6495-MAX6499电

3、路图提供了器件的过压检测方式，MAX6495电路图给出了器件的内部架构。 在这个根本的限压电路中，VIN给内部电路供电，VIN的最大电压为80V。OVSET端的分压器设置过压检测门限，内置电荷泵为低本钱n沟道MOSFET的栅极驱动供电，从而降低系统本钱。除了提供过压门限外，这些IC还提供了欠压检测门限。 在另一方案是采用门限可调的窗式电压限幅，图3给出了一个相关的运用范例。图3. MAX6499配置为一个过压/欠压窗式检测器(左图)，其根本功能框图如右图所示。 这种情况下，限压电路可以防止MOSFET和负载任务在欠压和过压形状。可以严厉限制输出电压范围(将其限制在较窄的范围内)，以降低对电压调

4、理器输入范围的技术要求，从而降低电压调理器的设计本钱。而在一些音频运用中，并不需求高精度的电压调理，对于这些运用，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IC的输入电压，分压器也可以衔接到限压器的输出端，如图4所示。在后面的例子中，分压器限制着负载上的电压而不是简单地将其切断。从其性能测试数据可以看出限压检测是周期性进展的。振荡周期由负载电容、负载电流决议，可在很宽的范围内变化。周期振荡包括两个阶段；第一个阶段使MOSFET进入有效方式，第二个阶段将其封锁。 图4. 器件配置成一个过压限幅维护开关，CIN = 100F、COUT =10F、ROUT = 100 。 图

5、4所示电路配置使MOSFET周期性地进入有效方式，使功率耗散在MOSFET上，需求思索MOSFET散热问题。基于这一缘由，IC内部包含了门限约为+160C的高温维护单元，当温度下降到+140C以下时，电路恢复到正常方式。为了优化设计，IC应接近MOSFET放置，使两者具有良好的热传导通路。 众所周知，电路板电源总线能够存在负向电压尖峰或正向电压尖峰。抑制负电压的维护电路可以采用无源器件或特殊IC。图5提供了MAX6496反向电压维护的内部构造。 图5. 利用MAX6496实现过压限制，具有电压跌落反向维护功能(左图)；右图为功能框图。 除了限制正向电压以外，MAX6496还包含一个p通道MOSF