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采用箝位電路抑制車載電壓瞬變

作者: 時(shí)間:2013-11-01 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

佳工機(jī)電網(wǎng)

由R2、C3以及C4所組成的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)提供了所需的頻率修整。當(dāng)未達(dá)到串聯(lián)的R2及C3所引入的零點(diǎn)之前,Q2的增益以-1的斜率從直流(零頻)點(diǎn)開始下降。該零點(diǎn)的位置被調(diào)整至50Hz附近。并聯(lián)的R2及C4所引入的極點(diǎn)被調(diào)整至6kHz的零點(diǎn)位置。此時(shí),總體的有效環(huán)路增益保持了-1的斜率,直至越過(guò)單位增益,如下圖所示。示例的電路展示了最少70kHz的帶寬,可支持大于0.5A的負(fù)載電流,在幾乎所有的負(fù)載狀態(tài)下都擁有90度的相位裕度。由于負(fù)載阻抗及輸出電容設(shè)定了一個(gè)低頻的極點(diǎn),因此帶寬將隨負(fù)載阻抗的升高而降低。

佳工機(jī)電網(wǎng)
環(huán)路增益在寬范圍負(fù)載內(nèi)保持穩(wěn)定(負(fù)相)

下圖顯示了在較大的不規(guī)則輸入電壓瞬變狀態(tài)下輸出電壓的響應(yīng)。一旦輸入電壓超過(guò)齊納二極管D2額定的27V,輸出電壓將箝位并很好的抑制輸入電壓的改變。

佳工機(jī)電網(wǎng)
輸出電壓箝位于所期望的電平(如紅線所示)

為防止FET Q1過(guò)載,需考慮多個(gè)重要的因素。加載在Q1上的電壓、電流及功率都必須保持在器件的安全運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(SOA)曲線之內(nèi)。大負(fù)載及橫跨Q1的大電壓降(在持續(xù)的保持過(guò)壓狀態(tài)下)將使器件達(dá)到其極限。FET可能消耗非常大的功率,且器件有可能無(wú)法在如此短的時(shí)間內(nèi)將熱量有效的驅(qū)散,從而導(dǎo)致FET因超出SOA曲線區(qū)而失效。

并且,如果輸入電壓瞬變具有很高的轉(zhuǎn)換速率,而輸入電壓源所串聯(lián)的阻抗又很小或近乎為零,則有可能產(chǎn)生非常高的峰值輸入電流,從而也有可能使Q1超出SOA曲線區(qū)。因此需要在輸入端串聯(lián)適當(dāng)量的阻抗以限制流經(jīng)Q1的峰值輸入浪涌電流。降低輸入電壓上升的速率同樣有助于限制輸入電流的峰值。

結(jié)論

上面所述的輸入提供了一個(gè)低成本的方法以箝位輸出電壓至一個(gè)安全的電平,防止可能的過(guò)壓狀態(tài)在低電壓電路出現(xiàn)。該電路可通過(guò)設(shè)定輸出箝位電壓及電容(以適用于任意負(fù)載)并隨后調(diào)節(jié)控制環(huán)路,輕松的實(shí)現(xiàn)調(diào)整。在典型的輸入狀態(tài)下,傳輸單元的前向壓降非常低,可實(shí)現(xiàn)比使用線性穩(wěn)壓器所能達(dá)到的更低的功率損耗及更高的效率。 (end)

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