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过压保护电路设计摘要：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，在某些特定的 应用中，基本的过压保护电路不足以胜任器件保护的要求，通常有以下两种需求第一，电 路的最大输入电压可能增大；第二，适当修改电路，可以在发生过压或欠压时利用输出电容 储能保持能量本文讨论如何针对这两种需求修改电路，将以MAX6495 - MAX6499/MAX6397

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图2所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管，用 来对IN的电压进行箝位如果增加一个三极管缓冲器（图3），就可以降低对并联稳压器电流 的需求，但也提高了设计成本增加电路的最大输入电压虽然图1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图2所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管，用 来对IN的电压进行箝位如果增加一个三极管缓冲器（图3），就可以降低对并联稳压器电流 的需求，但也提高了设计成本增加电路的最大输入电压虽然图1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图2所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管，用 来对IN的电压进行箝位如果增加一个三极管缓冲器（图3），就可以降低对并联稳压器电流 的需求，但也提高了设计成本图2.增大最大输入电压的过压保护电路MAXB495 GNDC1 I.OuFISHD, OVSET图3.通过三极管缓冲器增大输入电压的过压保护电路齐纳二极管的选择，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根据这个电流，R3的下限为：(150V - 54V)/56mA = 1.7kQR3的峰值功耗为：(56mA)2 x 1.7kQ = 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150RA （最大），相应电阻的最大值为：500mV/150A = 3.3kQ图2中的R3设置为2kQ，可以保证供电电压略小于6V时OVP器件仍可以正常工作注意，发生过压故障时，R3和D1 （图2）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），图3所示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8值为100的三极管为例，此 时150”的器件工作电流变成1.5rA这种情况下，不能忽略5rA的二极管反向漏电流R3 为10kQ，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1叶（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额定值利用输出端电容储能发生过压时，典型应用电路能够对输出电容自动放电，以保护下游电路（图4），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利用输出端电容储能发生过压时，典型应用电路能够对输出电容自动放电，以保护下游电路（图4），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图4.典型的限压电路提供输出电容放电通道MAX6495 - MAX6499/MAX639WMAX6398通过内部100mA的电流源（见图4）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11，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12,红色箭头）图5.带有输出电容储能功能的过压限制电路如果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5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5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

图6给出了 MAX6495 - MAX6499/MAX639；/MAX6398工作在过压*模式的电路输入电压经 过电阻分压后连接到SET引脚，当输入过压时，断开MOSFET，并将一直维持断开状态，直 到解除输入过压故障图6.过压监测模式下的过压比较配置。