z6com·尊龙(中国)时凯集团-电路保护必看！过压与反接防护方案全面解析

【导读】于电子体系设计历程中，电源异样环境往往成为电路不变运行的 隐形杀手 。当24V电源被误接到12V体系，或者是于接线时不测将电源极性反接，这些看似低几率的事务一旦发生，就可能致使整个电路板的永世性毁坏。尤其是于工业节制、汽车电子等繁杂事情情况中，电源电压瞬变征象更为常见，甚至可能呈现电压跌落至负值的环境。怎样为敏感电子元器件构建靠得住的掩护樊篱，确保体系于电源异样时仍能平安无恙，已经成为每一一名电子工程师必需器重的要害课题。

于电子体系设计历程中，电源异样环境往往成为电路不变运行的 隐形杀手 。当24V电源被误接到12V体系，或者是于接线时不测将电源极性反接，这些看似低几率的事务一旦发生，就可能致使整个电路板的永世性毁坏。尤其是于工业节制、汽车电子等繁杂事情情况中，电源电压瞬变征象更为常见，甚至可能呈现电压跌落至负值的环境。怎样为敏感电子元器件构建靠得住的掩护樊篱，确保体系于电源异样时仍能平安无恙，已经成为每一一名电子工程师必需器重的要害课题。

为了断绝负电源电压，设计职员惯常的做法是布设一个与电源相串联的功率二极管或者 P 沟道 MOSFET。然而——

二极管既占用名贵的板级空间，又会于高负载电流下耗损年夜量的功率。

P 沟道 MOSFET 的功耗虽然低在串联二极管，但 MOSFET 以和所需的驱动电路将致使成本增长。

这两种解决方案均捐躯了低电源操作机能，特别是串联二极管。并且，两种要领都没有提供针对于太高电压的掩护 —— 这类掩护需要更多的电路，包括一个高电压窗口比力器及充电泵。

欠压、过压及电源反向掩护

LTC4365是一款怪异的解决方案，可精良及稳健地掩护敏感电路免遭意料以外的高电源电压或者负电源电压。LTC4365 能断绝高达 60V 的正电压及低至 –40V 的负电压。只有处在安全事情电源规模以内的电压被传送至负载。仅需的外部有源组件是一个毗连于不成预知的电源与敏感负载之间的双路N沟道MOSFET。

图 1 示出了一款完备的运用电路。一个阻性分压器卖力设定用在负载与VIN毗连 / 断接的过压(OV)及欠压 (UV) 跳变点。假如输入电源漂移至该电压窗口以外，则LTC4365 将迅速把负载与电源断接。

图 1：完备的 12V 汽车欠压、过压和电源反向掩护电路

双路 N 沟道 MOSFET 卖力于 VIN 上断绝正电压及负电压。于尺度运作时期，LTC4365 为外部 MOSFET 的 栅极提供了加强的 8.4V。LTC4365 的有用事情规模从低至2.5V到高达34V —— OV及UV窗口可介在此规模以内。对于在年夜大都运用来讲，无需于 VIN 上设置掩护性箝位电路，从而进一步简化电路板设计。

正确及快速的过压和欠压掩护

LTC4365 中两个正确 (±1.5%) 的比力器用在监督 VIN上的过压 (OV) 及欠压 (UV) 状态。假如输入电压别离升至 OV 门限以上或者降至 UV 门限如下，则外部 MOSFET 的栅极将快速关断。外部阻性分压器答应用户选择一个与 VOUT上的负载相兼容的输入电源规模。此外，UV 及 OV 输入还有具备很是低的泄电流 (于 100°C 时凡是 1nA)，于是可于外部阻性分压器中提供年夜的电流值。

图 2 示出了图 1 电路中的 VIN从 –30V 迟缓斜坡上升至 30V 时做出的反映。UV 及 OV 门限被别离设定为 3.5V 及 18V。当电源电压位在 3.5V 至 18V 窗口以内时，VOUT追随VIN。若凌驾该窗口时，LTC4365 将 关断 N 沟道 MOSFET，并使 VOUT与 VIN断接，纵然于VIN为负值的环境下也不破例。

图 2：当 VIN从 –30V上升至 30V 时的负载掩护

新奇的电源反向掩护

LTC4365 应用了一种新奇的负电源掩护电路。当 LTC4365 于 VIN上检测到负电压，它迅速将 GATE 引 脚毗连至 VIN。于 GATE 与 VIN电压之间没有二极管压降。当外部 N 沟道 MOSFET 的栅极处在最负电位 (VIN)时，从VOUT至VIN上负电压的泄电流极小。

图 3 示出了当 VIN带电插入至 –20V 时呈现的状态。于毗连的前一刻，VIN、VOUT及 GATE 以地电位为肇始点。因为 VIN及 GATE 毗连线的寄生电感之缘故原由，VIN及 GATE 引脚上的电压将显著地变至 –20V 如下。外部 MOSFET 必需具备一个可安全蒙受该过 冲的击穿电压指标。

图 3：从 VIN至 –20V 的热插拔掩护

显然，LTC4365 反向掩护电路的动作速率取决在 GATE 引脚于负电压瞬变时期追随 VIN的慎密水平。于所示的标度上，二者的波形险些没法区别。请留意，提供反向掩护其实不需要其他外部电路。

还有有更多功效！

AC 断绝、VOUT通电时的反向 VIN热插拔 (Hot Swap™) 节制 于呈现 OV 或者 UV 妨碍以后 (或者当 VIN 变至负值时)，输入电源必需返回有用的事情电压窗口并连续至少 36ms 以从头接通外部 MOSFET。这将有用地断绝 50Hz及60Hz的未整流AC 电源。

别的，LTC4365 还有针对于负 VIN毗连提供了掩护作用，纵然于 VOUT由一个零丁的电源驱动时也是云云。只要不跨越外部 MOSFET 的击穿电压 (60V)，那末 VIN上的极性反接就不会对于VOUT上的20V电源造成影响。

结论

经由过程采用违对于违 MOSFET (而并未利用二极管)， LTC4365 节制器为敏感电路提供了过压、欠压及电源 反接的掩护作用。电源电压只有于及格经由过程可由用户调治的 UV 及 OV 跳变门限时才能传送至输出端。任何凌驾该窗口的电压都被断绝，掩护规模可高达 60V及低至–40V。

LTC4365的新奇架组织就了一款外部组件少少的结实型小尺寸解决方案，并可提供纤巧型 8 引脚 3妹妹 x 2妹妹 DFN 及 TSOT-23 封装。LTC4365 具备一个 2.5V 至34V的宽事情规模，停机时期仅耗损10µA。

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