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11个回答
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过压保护(OVP)器件用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏。器件通过控制外部串联在电源线上的n沟道MOSFET实现。当电压超过用户设置的过压门限时,拉低MOSFET的栅极,MOSFET关断,将负载与输入电源断开。
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虽然基本电路能够工作在72V瞬态电压,但有些应用需要更高的保护。因此,如何提高OVP器件的最大输入电压是一件有意义的事情。下图所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管,用来对IN的电压进行箝位。 |
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齐纳二极管的选择,要求避免在正常工作时消耗过多的功率,并可承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必须小于OVP的最大工作电压(72V),击穿时齐纳二极管电流最大。
串联电阻(R3)既要足够大,以限制过压时齐纳二极管的功耗,又要足够小,在最小输入电压时能够维持OVP器件正常工作。 图2中电阻R3的阻值根据以下数据计算: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。根据这些数据要求,齐纳二极管流过的最大电流为: 3W/54V = 56mA |
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根据这个电流,R3的下限为:
(150V - 54V)/56mA = 1.7kΩ R3的峰值功耗为: (56mA)² × 1.7kΩ = 5.3W 如果选择比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消耗。 为了计算电阻R3的上限,必须了解供电电压的最小值。保证MAX6495正常工作的最小输入电压为5.5V。例如,假设供电电压的最小值为6V,正常工作时R3的最大压降为500mV。由于MAX6495的工作电流为150µA (最大),相应电阻的最大值为: 500mV/150µA = 3.3kΩ 上图中的R3设置为2kΩ,可以保证供电电压略小于6V时OVP器件仍可以正常工作。 |
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注意,发生过压故障时,R3和D1 需要耗散相当大的功率。如果过压条件持续时间较长(如:几十毫秒以上),上面第二个电路或许更能胜任应用的要求。图中射极跟随器通过降低从R3与D1节点抽取的电流大大增加R3所允许的最大值。以β值为100的三极管为例,此时150µA的器件工作电流变成1.5µA。这种情况下,不能忽略5µA的二极管反向漏电流。R3为10kΩ,因此,由于漏电流在R3上产生的压降会达到50mV。
在IN和GND间使用一个1µF (最小值)的陶瓷电容。确保器件的电压范围满足输入电压的要求,须注意MOSFET的VDS_MAX额定值。 |
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发生过压时,典型应用电路能够对输出电容自动放电,以保护下游电路,有些应用需要利用输出电容储存能量,并且能够在瞬间高压的条件下继续维持下游电路的供电,利用图5电路可以达到这一目的。 |
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MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398通过内部100mA的电流源连接到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,电流源继续降低GATE电压,最后,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,红色箭头)。
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如果OUTFB没有连接,则断开了通过箝位二极管放电的通路,不再对输出电容放电。然而,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源极和栅极之间增加一个外部箝位二极管(图5中的D1)可重新建立输出端与100mA恒流源之间的通路。在栅极和GATE引脚之间增加一个串联电阻(图中的R3),将会限制输出电容的放电电流,降低电流。限制放电电流的同时会增加电路的断开时间,也降低了电路对瞬态过压的响应速度。在串联电阻两端并联一个电容(图中的C4)可以减轻对响应时间的影响,还可以选择使用电阻R4,避免OUTFB浮空。 如果将SET外部的分压电阻连接到输出端,而不是输入端(参考上述电路图),使MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在限幅模式,发生过压时,电路会定期地对输出电容进行充电。电容电压跌落到过压门限的滞回电压以下时,MOSFET导通,对电容充电;当电容电压达到过压门限时,MOSFET断开。 |
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上面的图是过压监测模式下的过压比较配置
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顶。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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