防止放大器輸出出現過壓的電路

　　本文介紹了防止放大器輸出出現過壓的電路，以及該電路的正常運行的波形。

　　對汽車電子的普遍要求是任何直接連接到線束的設備都必須能承受電池電壓的短路。盡管這種要求比較嚴酷，但它對于汽車的可靠性和安全性是十分必要的。一個需要這種保護的例子是音頻放大器，它會在汽車內部產生指示燈噪聲。盡管這種放大器在低于電池電壓的3.3或5V下工作，但它必須能承受電池的滿荷電壓。適合這種放大器的保護網絡，也可以用于其它汽車電路(圖1)。一個雙N溝道的 MOSFET將放大器的輸出與線束斷開，以響應每個輸出端的高壓條件。MOSFET、Q1A和Q1B都是常開型的，齊納二極管D4及其偏置部分驅動 MOSFET的柵極電壓到11V左右。雙二極管D3在每個輸出端提供了與直流電壓相連的二極管或門，從而產生控制分流調節器IC2輸出的電壓。該電路可保護IC1，它是一個適合汽車電子中音頻警告和指示的1.4WAB類放大器。

　　在正常運行中，放大器輸出的直流部分為VCC電源的一半—2.5V。在此例中，VCC為5V。11V柵極驅動全面地增強MOSFET工作，由于其反饋輸入腳5低于其內部0.6V的閥值，分流調節器的輸出關閉。如果每個輸出都超過了5V，通過D3進入R5/R6分壓器的電流，將反饋端子拉回到

　　閥值以上。分流調節器輸出就會將MOSFET柵極電壓從11V幾乎拉到地電壓，通過關閉MOSFET阻斷了放大器的高壓。MOSFET輕松地承受了持續的輸出電壓。在消除短路后電路返回正常運行。由于電路并不能即時響應，齊納二極管D1和D2在故障剛開始出現時提供了保護。

　　圖2中的波形代表了一個正常運行的電路。放大器輸出(跡線1)之一是一個在 2.5V直流電壓時偏置為1-kHz的正弦波。跡線2為線束上的信號。也可以從在2.5V直流電壓時1-kHz的正弦波偏置開始，但是在200us時，短接到一個18V的電源上。跡線3為分流調節器的輸出，初始偏置在11V，并在響應過壓條件時拉回到地電壓。跡線4為線束的電流。該電流初始為正弦波，在響應過壓條件時降到零值。

　　圖1中的元件針對5V的運行優化了電路。對于其它電壓，可以調節R5/R6電阻的值。分流調節器必須能夠在飽和情況下工作，因此除了分流輸出腳外，還需要一個單獨的電源腳。該電路可經常地承受28V的短路電壓而不會受損。