無論電源電壓是否瞬時(shí)短路或開路,該電路都能保持負(fù)載電源,并包括低電流過壓保護(hù)IC(MAX6495),可保護(hù)負(fù)載免受高達(dá)72V瞬態(tài)電壓的影響。
汽車電子中的許多應(yīng)用都要求電源電壓在瞬時(shí)電源故障期間保持不間斷。為此,圖1電路保持負(fù)載電源,無論電源電壓是否瞬時(shí)短路或開路。低電流過壓保護(hù)IC(MAX6495)還可保護(hù)負(fù)載免受高達(dá)72V瞬態(tài)電壓的影響。
圖 1.該汽車電源可承受高達(dá) 72V 的輸入電壓瞬變,并在輸入電源電壓中短暫短路和斷開的情況下保持穩(wěn)定的輸出。
該電路工作在標(biāo)稱13V輸入電壓。在瞬時(shí)電源中斷期間,DC-DC 轉(zhuǎn)換器 (C1) 輸入端的大電容通過為轉(zhuǎn)換器供電長達(dá) 5 毫秒左右的周期來提供穿越能力。在源電壓瞬時(shí)短路期間,電路通過防止C1通過短路電源放電,再次保護(hù)轉(zhuǎn)換器輸出免受中斷。
當(dāng)13V輸入因?qū)Φ囟搪范陆禃r(shí),必須防止存儲(chǔ)電容C1通過短路進(jìn)行反向放電。這是通過晶體管Q1和Q2實(shí)現(xiàn)的:Q1柵極上的短路將其打開,將C13上的~1V連接到Q2的柵極,Q2導(dǎo)通。Q2短路以將GATE上的內(nèi)部電荷泵接地,從而通過快速放電柵極電容來驅(qū)動(dòng)調(diào)整管Q3和Q4截止。在 Q3–Q4 關(guān)斷的情況下,C1 無法通過短路放電,圖 1 中的輸出電壓穿過干擾而不受影響(圖 2)。
圖2.圖1(底部跡線)中的輸出電壓不受輸入電壓短暫短路(頂部跡線)的影響。
晶體管Q3和Q4的總柵極電荷應(yīng)較低,以實(shí)現(xiàn)快速導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間,以及VDS(最大)應(yīng)該足夠高,以達(dá)到預(yù)期的最高電壓瞬變。RDS(開啟)對(duì)于Q3–Q4,應(yīng)為低電平,以最大限度地降低壓降和功耗。
C1的值取決于負(fù)載功率、最大容許電壓下降(圖3)和輸入電壓損失的預(yù)期持續(xù)時(shí)間(穿越時(shí)間):
圖3.這些波形定義了電壓下降(ΔV),即在時(shí)間間隔ΔT期間由于放電而導(dǎo)致的電容電壓下降。
電容器中存儲(chǔ)的能量為2/<>CV2,即E = PΔt = <>/<>C(ΔV)2。因此,C = (<>PΔt)/[(ΔV)2]。
其中
E = 存儲(chǔ)能量
C = 電容
ΔV = 最大容許下降
P = 負(fù)載
使用的功率 ΔT = 輸入電壓損耗的預(yù)期持續(xù)時(shí)間
審核編輯:郭婷
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