防止放大器輸出出現(xiàn)過壓的電路

作者：時(shí)間：2008-10-09 來源：網(wǎng)絡(luò)

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對(duì)汽車電子的普遍要求是任何直接連接到線束的設(shè)備都必須能承受電池電壓的短路。盡管這種要求比較嚴(yán)酷，但它對(duì)于汽車的可靠性和安全性是十分必要的。一個(gè)需要這種保護(hù)的例子是音頻放大器，它會(huì)在汽車內(nèi)部產(chǎn)生指示燈噪聲。盡管這種放大器在低于電池電壓的3.3或5V下工作，但它必須能承受電池的滿荷電壓。適合這種放大器的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，也可以用于其它汽車電路（圖1）。一個(gè)雙N溝道的MOSFET將放大器的輸出與線束斷開，以響應(yīng)每個(gè)輸出端的高壓條件。 MOSFET、Q1A和Q1B都是常開型的，齊納二極管D4及其偏置部分驅(qū)動(dòng)MOSFET的柵極電壓到11V左右。雙二極管D3在每個(gè)輸出端提供了與直流電壓相連的二極管或門，從而產(chǎn)生控制分流調(diào)節(jié)器IC2輸出的電壓。該電路可保護(hù)IC1，它是一個(gè)適合汽車電子中音頻警告和指示的1.4WAB類放大器。

圖1該輸出保護(hù)電路提供了對(duì)過壓的持續(xù)保護(hù)

　　在正常運(yùn)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(qū)動(dòng)全面地增強(qiáng)MOSFET工作，由于其反饋輸入腳5低于其內(nèi)部0.6V的閥值，分流調(diào)節(jié)器的輸出關(guān)閉。如果每個(gè)輸出都超過了5V，通過D3進(jìn)入R5/R6分壓器的電流，將反饋端子拉回到

閥值以上。分流調(diào)節(jié)器輸出就會(huì)將MOSFET柵極電壓從11V幾乎拉到地電壓，通過關(guān)閉MOSFET阻斷了放大器的高壓。MOSFET輕松地承受了持續(xù)的輸出電壓。在消除短路后電路返回正常運(yùn)行。由于電路并不能即時(shí)響應(yīng)，齊納二極管D1和D2在故障剛開始出現(xiàn)時(shí)提供了保護(hù)。

　　圖2中的波形代表了一個(gè)正常運(yùn)行的電路。放大器輸出(跡線1)之一是一個(gè)在 2.5V直流電壓時(shí)偏置為1-kHz的正弦波。跡線2為線束上的信號(hào)。也可以從在2.5V直流電壓時(shí)1-kHz的正弦波偏置開始，但是在200?s時(shí)，短接到一個(gè)18V的電源上。跡線3為分流調(diào)節(jié)器的輸出，初始偏置在11V，并在響應(yīng)過壓條件時(shí)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(yīng)過壓條件時(shí)降到零值。

　　圖1中的元件針對(duì)5V的運(yùn)行優(yōu)化了電路。對(duì)于其它電壓，可以調(diào)節(jié)R5/R6電阻的值。分流調(diào)節(jié)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(gè)單獨(dú)的電源腳。該電路可經(jīng)常地承受28V的短路電壓而不會(huì)受損。

圖2在外部端子意外地接觸18V供電電壓時(shí)跡線2圖1中IC1的兩個(gè)音頻輸出之一跡線1具有保護(hù)作用