汽車用開關穩壓器提供輸入瞬時電壓保護

　　一個簡單的方案保護汽車用開關穩壓器承受瞬間50V電壓。

　　工程師經常要面對電壓穩壓器遭遇高于輸入供電范圍的瞬間高壓后，替換穩壓器的困難。這個情形通常在汽車應用中，高壓交流發電機負載泵瞬變可以產生36到75V的電壓，持續長達400ms。設計人員必須在能經受住這樣大限度輸入電壓的穩壓器或使用輸入保護方案之間做出選擇。本設計方案的簡單電路提供了利用20V 3MHz穩壓器的低成本高效率方法，鉗位電池輸入端出現瞬間高達50V的電壓。用這個電路，設計以相對的低費用實現小型全焊盤，因為隨同更低壓的器件一起的3MHz工作必須能夠承受50V電壓。

　　輸入保護器件由Q1、R1、D1、C5和D2的一半組成（圖1）。上電時，N溝道MOSFET的Q1源極處于地電壓，當R1將電池電壓供到門極時，Q1打開。一旦輸入電壓大于IC1的最小2.74V，LM2734Z穩壓器開始工作，其通過D3、D4和CB組成的自舉電路充電。然后，D3近似VOUT–VFD（前項壓降）的這個自舉電壓傳輸到Q1的門源極。電容C5在自舉二極管關閉的時間內，維持門極驅動。

　　在正常工作的條件下，例如，電池電壓為8到18V，D1不能限制Q1的傳導，門極電壓跟蹤到高于輸入供電電壓幾乎2.5V，低電壓從電池電壓下降到LM2734Z的輸入電壓。然而，當輸入電壓增加到D1設置的門限以上時，輸入電壓到LM2734Z穩壓器的D1 zener電壓，減去Q1的門限電壓，或幾乎20–2V=18V，正好低于LM2734Z 的絕對最大值24V。選擇Q1需要仔細考慮穩態和熱瞬時條件下的最大輸入電壓、門源極電壓限和功耗。

　　Q1 SI1470DN N溝道MOSFET用30V+20V(zener二極管D1電壓)漏源極電壓(VDS)提供了50V的保護，在2.5V門源極電壓處有95mΩ的阻抗，來自高熱效的SC70-6封裝。對一般應用，穩壓器的輸出電壓不足以完全打開挑選的保護MOSFET，所以可以增加帶隔離zener 參考的自舉電壓，LM2734Z的數據手冊見參考文獻1。