采用箝位電路抑制車載電壓瞬變
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負(fù)載傾卸是急促的能量卸放，由于交流電機(jī)在為負(fù)載提供充電電流期間電池突然性的斷開所導(dǎo)致。并且，車輛“借電”(jump starTIng，又稱跳線跨接啟動)也有可能因使用串聯(lián)堆積式電池而導(dǎo)致一種過壓狀態(tài)。其它的瞬變可能源于點(diǎn)火系統(tǒng)的噪聲、繼電器開啟及關(guān)閉以及諸如保險(xiǎn)絲熔斷等單穩(wěn)態(tài)事件。
值得慶幸的是，最為劇烈的大能量瞬變可通過核心的抑制器進(jìn)行處理；典型的抑制器被置于重要的（以及昂貴的）組件附近，具有高阻抗的通路連接到卸放源。車載的抑制器必須能夠耐受峰值功率耗散超過1,500W的重復(fù)性負(fù)載卸放，并限制電池電源軌偏移小于±40V。
附加的保護(hù)電路常常是必需的，可更為有效的限制電壓導(dǎo)軌。二極管反極性串行連接到附加的負(fù)載電路，可以分離電源導(dǎo)軌并有效地隔斷反相的電壓尖峰。設(shè)計(jì)人員將瞬變箝位至低于+40V的結(jié)論取決于電路所接受的電壓。該電壓接受功率的DC/DC穩(wěn)壓器必須能夠耐受至少+40V的電壓，以防止功率元件及控制電路產(chǎn)生過壓(overstressing)。絕大多數(shù)的現(xiàn)代脈寬調(diào)制控制器(PWM)均能耐受超過+40V的電壓，而無需損失任何有益的特性（例如同步運(yùn)作，可能是滿足設(shè)計(jì)某些特定目標(biāo)的條件）。
限流電阻及箝位齊納二極管典型地應(yīng)用于小負(fù)載電流電路，一般來說低于0.1A，以確保串聯(lián)電阻不產(chǎn)生過多的能量損耗。下圖所描繪的電路提供了一個(gè)箝位輸入電壓至所期望的最大電壓值的方法，同時(shí)仍可保持較大的電流輸出能力并使得“典型的”非瞬變運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電路損耗最小化。
此電壓箝位電路限制輸出電壓至27V
輸入電壓高于3V時(shí)，Q1開始引導(dǎo)電流，并至少增強(qiáng)至4.5V。穿過Q1所引起的電壓降非常低，其值取決于額定的Rds-on及輸出負(fù)載電流。例如，3A的負(fù)載所引起的Q1兩端的電壓降僅為0.16V，而此時(shí)的輸入為14V。二極管D1用于保護(hù)FET Q1，避免在高輸入電壓狀態(tài)下Q1的門極—源極電壓超過最大限額20V。對于輸入電壓不超過20V的設(shè)計(jì)，D1可以免去。
由于輸入電壓的升高，輸出也將隨之升高直至某數(shù)值，齊納二極管D2擊穿并開始引導(dǎo)電流。此時(shí)，輸出電壓被鉗位為齊納二極管D2、電阻R4、R6的電壓之和。而R4及R6兩端的總電壓僅為0.6V左右。
晶體管Q3采用了射極跟隨(emitter follower)的配置，因而電流增益近乎為1。由于集極電流流經(jīng)Q3，使Q2產(chǎn)生偏置，并開始降低FET Q1的門極—源極電壓。由于FET Q1對流經(jīng)其本身的、過高的輸入到輸出電壓的抑制（起了線性穩(wěn)壓器的作用），使得輸出電壓被保持在了27.6V。隨著輸入電壓的增加，輸出電壓不再增加，因?yàn)轭~外的電流將流經(jīng)齊納二極管D2并迫使Q2降低Q1的門極—源極驅(qū)動電壓。該閉環(huán)反饋防止了輸出電壓繼續(xù)變化。
系統(tǒng)穩(wěn)定性
當(dāng)涉及到負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)之時(shí)，穩(wěn)定性對于可預(yù)測的、可靠的運(yùn)行是至關(guān)重要的。閉環(huán)增益及相位裕度(phase margin)決定了系統(tǒng)對外部干擾響應(yīng)的優(yōu)良程度，例如輸入電壓的改變。
晶體管Q3旨在配置作為單位增益以防止反饋通路引入過量的增益。晶體管Q2提供了等于其β值的電流增益，其典型值的范圍處于50至200之間。FET Q1同樣提供了等于其跨導(dǎo)乘上輸出負(fù)載阻抗的增益。該增益也處于200的量級?？偟拈]環(huán)直流增益由上述兩增益項(xiàng)決定，數(shù)值巨大，超過80dB。負(fù)載阻抗及輸出電容所引起的傳遞函數(shù)極點(diǎn)使得FET Q1的增益在大于50Hz時(shí)以-1的斜率（或-20dB/十倍程[decade]）滾降。輸出電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)同樣增加了一個(gè)零點(diǎn)，其位置由ESR及其自身電容值確定。從而使得輸出的頻率響應(yīng)平坦帶超過了6kHz。精細(xì)的修整Q2增益的頻率響應(yīng)可給出一個(gè)可接受的總體閉環(huán)頻率響應(yīng)。
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