防止放大器輸出出現過壓的電路

 

防止放大器輸出出現過壓的電路

[日期：2008-10-9]

來源：無憂電子開發網  作者：JohnGuy

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對汽車電子的普遍要求是任何直接連接到線束的裝置都必須能承受電池電壓的短路。儘管這種要求比較嚴酷，但它對於汽車的可靠性和安全性是十分必要的。一個需要這種保護的例子是音頻放大器，它會在汽車內部產生指示燈雜訊。儘管這种放大器在低於電池電壓的3.3或5V下工作，但它必須能承受電池的滿荷電壓。適合這种放大器的保護網路，也可以用於其它汽車電路（圖1）。一個雙N溝道的MOSFET將放大器的輸出與線束斷開，以響應每個輸出端的高壓條件。 MOSFET、Q1A和Q1B都是常開型的，齊納二極體D4及其偏置部分驅動MOSFET的柵極電壓到11V左右。雙二極體D3在每個輸出端提供了與直流電壓相連的二極體或門，從而產生控制分流調節器IC2輸出的電壓。該電路可保護IC1，它是一個適合汽車電子中音頻警告和指示的1.4WAB類放大器。

　　在正常運行中，放大器輸出的直流部分為VCC電源的一半—2.5V。在此例中，VCC為5V。11V柵極驅動全面地增強MOSFET工作，由於其反饋輸入腳5低於其內部0.6V的閥值，分流調節器的輸出關閉。如果每個輸出都超過了5V，通過D3進入R5/R6分壓器的電流，將反饋端子拉回到

閥值以上。分流調節器輸出就會將MOSFET柵極電壓從11V幾乎拉到地電壓，通過關閉MOSFET阻斷了放大器的高壓。MOSFET輕鬆地承受了持續的輸出電壓。在消除短路後電路返回正常運行。由於電路並不能即時響應，齊納二極體D1和D2在故障剛開始出現時提供了保護。

　　圖2中的波形代表了一個正常啟動並執行電路。放大器輸出(跡線1)之一是一個在 2.5V直流電壓時偏置為1-kHz的正弦波。跡線2為線束上的訊號。也可以從在2.5V直流電壓時1-kHz的正弦波偏置開始，但是在200?s時，短接到一個18V的電源上。跡線3為分流調節器的輸出，初始偏置在11V，並在響應過壓條件時拉回到地電壓。跡線4為線束的電流。該電流初始為正弦波，在響應過壓條件時降到零值。

　　圖1中的元件針對5V的運行最佳化了電路。對於其它電壓，可以調節R5/R6電阻的值。分流調節器必須能夠在飽和情況下工作，因此除了分流輸出腳外，還需要一個單獨的電源腳。該電路可經常地承受28V的短路電壓而不會受損。