在大多數(shù)情況下,采用普通p-n二極管就可以,如果正向壓降很重要,可以選擇肖特基二極管。在隔離二極管中的功耗不可接受的關(guān)鍵應(yīng)用中,圖4所示的簡單電路就可以解決這個(gè)問題。
圖 4:用于圖2和圖3的電池反向保護(hù)
在正常工作情況下,MOSFET Q2的體二極管正向偏置,并傳送功率至LT1641。LT1641接通時(shí),Q2柵極獲得驅(qū)動(dòng),從而完全接通。如果輸入反向,那么Q3的射極就被拉低至低于地電平,Q3接通,從而將Q2的柵極拉低并保持其接近Q2的源極電平。在這種情況下,Q2保持?jǐn)嚅_狀態(tài),并隔離反向輸入,使其不能到達(dá)LT1641和負(fù)載電路。微安級(jí)電流流經(jīng)1MΩ電阻,到達(dá)LT1641的“GATE”引腳。
高壓LDO用作電壓限幅器
最高輸入電壓額定值為25V或更低的降壓穩(wěn)壓器(如LT1616)一般不考慮用于汽車應(yīng)用。然而,如果與LT3012B/LT3013B等低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器結(jié)合使用,在輸入電壓上的缺點(diǎn)就可以輕松克服。這種尺寸小、效率高的組合如圖5所示,可以在汽車環(huán)境中提供3.3V輸出。
圖 5:LT3013B用作電壓限幅器
LT3013B擁有4V至80V的寬輸入電壓范圍,并集成了電池反向保護(hù)功能,無需特殊電壓限制或箝位電路,因此節(jié)省了成本和電路板面積。在以適中的負(fù)載電流工作時(shí),LDO穩(wěn)壓器的效率近似等于VOUT/VIN。如果VOUT比VIN低得多,那么LDO的效率就會(huì)下降。例如,將12V 輸入降至3.3V輸出時(shí),效率僅為28%。
在圖5中,通過讓LT3013B在正常輸入電壓范圍內(nèi)以低壓差方式工作實(shí)現(xiàn)更高的效率。在這種情況下,LT3013B的輸出電壓設(shè)定為 24V。該LDO的輸出電壓僅比VIN低400mV,它以97%的效率為LT1616降壓型穩(wěn)壓器供電,而且電壓恰好在正常工作電壓范圍的中間。在負(fù)載突降情況下,VIN可能迅速升至高達(dá)80V,但是在VIN超過24.4V時(shí),LT3013B將調(diào)整它的輸出,并將其有效地“限制”在24V,這剛好在 LT1616開關(guān)的額定電壓范圍內(nèi)。如果VIN上升至高于24.4V,該LDO的效率會(huì)下降,但是這種情況持續(xù)時(shí)間很短,不會(huì)產(chǎn)生什么不良后果。LT1616將LT3013B受到限制的輸出轉(zhuǎn)換為3.3V。在12V輸入時(shí),該開關(guān)的效率大約為80%。在冷車發(fā)動(dòng)時(shí),汽車的電壓可能降低至5V。在這種情況下,LT1616的輸入電壓為4.6V,恰好處于它的工作電壓范圍之內(nèi)。LT3013B LDO穩(wěn)壓器與LT1616開關(guān)結(jié)合,在不犧牲效率的前提下,可在12V汽車電氣系統(tǒng)典型的寬工作電壓范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的3.3V輸出。
一個(gè)集成度更高的解決方案是LT3437。LT3437是一個(gè)200kHz的單片降壓型穩(wěn)壓器,它的輸入電壓范圍為3.3V至80V。其在無負(fù)載時(shí)的100uA低靜態(tài)電流是今天始終保持接通系統(tǒng)所必需的。可以在LT3437的輸入端串聯(lián)一個(gè)低成本的二極管以提供電池反向保護(hù)。
評(píng)論
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