保護(hù)輸出過壓的電路

　　在測試與測量應(yīng)用中，必須為放大器、電源以及類似部件的輸出端提供過壓保護(hù)。實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的傳統(tǒng)方式是在輸出節(jié)點(diǎn)中增加串聯(lián)電阻，并在電源線路或其它閾值電壓上增加箝位二極管（參考文獻(xiàn)1與圖1）。這個(gè)電阻大大減小了電流輸出的能力，以及低阻負(fù)載的輸出電壓擺幅。另外一種方案是用保險(xiǎn)絲或其它限流器件，它優(yōu)于這些箝位電路的高吸能能力。當(dāng)源電阻R6上的壓降大于耗盡型MOSFET Q1與Q2的柵極閾值電壓時(shí)，圖2電路是作為一個(gè)雙極電流源，從而限制了通過箝位二極管的電流（參考文獻(xiàn)2）。這種方案的缺點(diǎn)是在過載條件下，串聯(lián)元件上有大的功耗。

　　有一種合理的方案是當(dāng)輸出端子上存在過載電壓時(shí)，將放大器輸出節(jié)點(diǎn)與輸出端子斷開一段時(shí)間。幾十年來，工程師都在音響功率放大器中使用機(jī)電繼電器完成這種串聯(lián)斷接，不過原因不同，他們是用于揚(yáng)聲器保護(hù)。SSR（固態(tài)繼電器）（包括光電子、光伏電池、OptoMOS和PhotoMOS器件）適合完成中等強(qiáng)度電流的負(fù)載斷接任務(wù)，因?yàn)槠淇刂贫伺c負(fù)載端之間有電流絕緣（參考文獻(xiàn)3）。

　　圖3中的串聯(lián)保護(hù)電路使用一只串接的大電壓SSR，切斷放大器的輸出端。當(dāng)輸出電壓升高到正基準(zhǔn)電壓以上或低

于負(fù)基準(zhǔn)電壓閾值時(shí)，就會(huì)使IC2或IC3比較器變換自己的輸出狀態(tài)，通過與邏輯器件IC5關(guān)斷SSR IC4。圖4顯示了實(shí)現(xiàn)這種方案的簡單電路。

　　圖4中的電路只需要少量外接元件，使用一只SSR作輸出過壓保護(hù)。上升的過壓使IC2中的兩只晶體管截止，切斷了流經(jīng)IC3控制LED的電流。繼電器IC3打開，保護(hù)放大器與箝位二極管。該電路經(jīng)過了一系列Clare、Matsushita Electronic Works和Panasonic SSR的測試，它們有的帶內(nèi)部電流保護(hù)，有的不帶。電源線路電壓是±15V；R10、R11和R12設(shè)定觸發(fā)電平為±16V。省略R11可將觸發(fā)電平移至±14.5V。在保護(hù)電路工作時(shí)，針對(duì)0.5V過壓保護(hù)繼電器，SSR的關(guān)斷延遲為100ms~200ms，較高過壓下延遲會(huì)更短些。注意在使用低導(dǎo)通電阻SSR時(shí)，通過箝位二極管的峰值電流可能會(huì)相當(dāng)大。