电路保护放大器输出抵抗过电压

文章：John Guy

对汽车电子的通用要求是任何具有直接连接到布线线束的设备必须能够承受电池电压的短路。虽然残酷，但这种要求是可靠性和安全性的必要条件。这种保护需要的一个示例是一个音频放大器，其在汽车内部产生指示器噪声。虽然从3.3或5V的电压运行，但低于电池电压，放大器必须能够脱离全电池电压。您还可以使用适用于其他汽车电路的这些放大器的保护网络（图1）.一个双n通道MOSFET断开放大器的输出从线束的响应高压条件在任何一个输出。场效应管,问_1A和问_1B.，通常是在上面的;齐纳二极管D._4.其偏置组件驱动MOSFET的栅极大约11V。双二极管D._3.通过每个输出的DC电压提供二极管或连接，从而产生控制分流调节器IC的输出的电压₂．电路保护IC₁，一个1.4W类AB放大器，适用于汽车电子设备的可听警告和适应症。

图1：该输出保护电路可连续保护免受过电压故障。

在正常工作时，放大器输出的直流分量是V的一半_CC.在这种情况下，电源为2.5V_CC.是5V。11V栅极驱动器完全增强MOSFET，分流调节器输出截止，因为其反馈输入引脚5低于其内部0.6V阈值。如果输出超过5V，则电流流过D._3.进入r._5./ R._6.分隔器，将反馈终端拉动在其阈值之上。然后，分流调节器输出将MOSFET栅极电压从11V拉到接地，通过关闭MOSFET来阻挡来自放大器的高压。MOSFET容易承受连续输出电压，当您移除短时间，电路返回正常操作。因为电路没有瞬间响应，因为齐纳二极管D₁和D.₂在故障条件的开头提供保护。
的波形图2代表操作电路。放大器的输出（迹线1）中的一个是在2.5V的直流电压下偏置的1kHz正弦波。迹线2是线束上的信号。它还从2.5V-DC电压偏置的1kHz正弦波开始，但在200μSEC时，它短路为18V电源。迹线3是分流调节器的输出，最初偏置11V，但响应于过电压条件而拉到地。迹线4是线束中的电流。最初是正弦波，该电流响应过压条件响应于零。

图2：在图1中，IC1的两个音频输出之一(迹1)在其外部端子意外接触18V电源电压(迹2)时具有保护。

中的组件图1优化此电路以进行5V操作。对于其他电压，您可以调整r_5./ R._6.电阻值。分流调节器必须能够在饱和度下起作用，因此，除了分流输出引脚之外还需要单独的电源引脚。电路反复承受28V短路，无损坏。

本文是由编辑选择重新发布的设计理念。它于2007年7月5日在edn.com上发表。