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過壓保護(hù)及瞬態(tài)電壓抑制電路設(shè)計(jì)

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作者: 時(shí)間:2010-01-18 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  利用電池供電的移動(dòng)設(shè)備通常需要通過外置的 AC適配器對(duì)系統(tǒng)電池進(jìn)行充電。而不同供電電壓的設(shè)備間往往共用著相似的電源插座和插頭,這些不同電壓標(biāo)準(zhǔn)的適配器往往會(huì)給用戶帶來潛在的錯(cuò)插風(fēng)險(xiǎn),可能導(dǎo)致設(shè)備因過高的電壓而燒毀。另一方面,來自 AC適配器前端的浪涌或者電網(wǎng)的不穩(wěn)定也有可能導(dǎo)致適配器的輸出電壓超越設(shè)備所能承受的范圍。因此,在移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)中就有必要加入充電端口的電路,以避免上述情況對(duì)設(shè)備后端電路的破壞。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/104567.htm

  本文介紹的電路由開關(guān)(OVP Switch)和瞬態(tài)電壓抑制器 (TVS)組成(如圖1),可實(shí)現(xiàn)完善可靠的抗持續(xù)高電壓和瞬間沖擊電壓的功能。

  

 

  圖1

  在整個(gè)方案中,核心部分器件為過壓保護(hù)開關(guān),以美國研諾邏輯科技有限公司(AATI)的過壓保護(hù)開關(guān) AAT4684為例,過壓保護(hù)開關(guān)的內(nèi)部主要是由控制邏輯電路和 PMOS管組成,當(dāng) OVP端的檢測(cè)電壓高于特定電壓閾值之后,邏輯電路就會(huì)通過柵極關(guān)斷 PMOS的溝道。由于該 PMOS管擁有較高的持續(xù)性耐壓(28V),因此可以保護(hù)后端的元器件不會(huì)因前端電源輸入異常高壓而燒毀(其內(nèi)部原理如圖2所示)。

  

 

  圖2:AAT46842 內(nèi)部原理圖。

  通過以下實(shí)驗(yàn)可以說明當(dāng)過壓保護(hù)開關(guān)的輸入端出現(xiàn)過高電壓時(shí)它對(duì)后端電路所起到的保護(hù)作用。

  圖3所示為測(cè)試所用電路原理圖,輸入端為 12V平穩(wěn)直流源,電源通過一段長度為 1米的導(dǎo)線與 AAT4684的輸入端相連, CH1為 AAT4684輸入電壓的測(cè)試點(diǎn), CH 2為 AAT4684輸出電壓的測(cè)試點(diǎn),CH3為其輸出電流探測(cè)點(diǎn)。將 AAT4684的 OVP保護(hù)電壓設(shè)為 6V(即當(dāng)電壓超過 6V后,開關(guān)管立刻關(guān)閉,以保護(hù)輸出端的電路)。為體現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用中 AC適配器的插拔情況,對(duì)系統(tǒng)的上電過程通過導(dǎo)線和電源的機(jī)械性拔插來實(shí)現(xiàn)。

  

圖3:測(cè)試所用電路原理圖。

 

  圖3:測(cè)試所用電路原理圖。

  由圖4所示的波形中可以到,在電路上電的時(shí)刻,輸入端的電壓很快超過了 6V并最終穩(wěn)定在了 12V左右,而輸出端電壓由于 OVP開關(guān)的作用,始終維持在 0V電壓,即 AAT4684輸出端之后的電路不會(huì)因過高的輸入電壓而受到影響,后端電路器件在此時(shí)受到了 AAT4684的過壓保護(hù)。

  

圖4:經(jīng)示波器測(cè)得的各通道的電壓及電流波形。


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