汽車(chē)電子產(chǎn)品的一個(gè)普遍要求是直接連接到配線(xiàn)裝置,必須能夠經(jīng)得起電池電壓的短路。雖然殘酷,但這項規定對可靠性與安全來(lái)說(shuō)是必要的。一個(gè)需要這種保護的例子是用于汽車(chē)內部產(chǎn)生間接噪聲的音頻放大器。雖然工作電壓為3.3或5v,低于電池電壓,但放大器必須能夠忍受滿(mǎn)電池電壓。還可以使用適合其他汽車(chē)電路中放大器的保護網(wǎng)絡(luò ) (圖1)。一個(gè)雙N溝道場(chǎng)效應管隔離從接線(xiàn)結點(diǎn)到另一端的高壓條件的放大器輸出。該場(chǎng)效應管,Q1A 和Q1B,通常情況下是開(kāi)著(zhù)的;齊納擊穿二極管D4及其偏置元件驅動(dòng)場(chǎng)效應管的門(mén)限大約達到11V。雙二極管D3提供OR二極管連接到每個(gè)輸出的直流電壓,從而產(chǎn)生電壓控制分流調節器IC2的輸出。電路保護IC1,1.4W的AB類(lèi)放大器適于為汽車(chē)電子提供聲音警告和指示。

圖1 適合其他汽車(chē)電路中放大器的保護網(wǎng)絡(luò )
系統正常運行時(shí),放大器輸出的直流分量是VCC的一半——VCC為5V的情況下是2.5V。11V的門(mén)限驅動(dòng)全面提升了場(chǎng)效應管,而分流調節器的輸出被關(guān)閉,因為它的反饋輸入,第5腳,低于內部門(mén)限0.6V。如果輸出超過(guò)5V,電流流經(jīng)D3到R5/R6分壓,拉動(dòng)反饋端到其門(mén)限之上。然后分流調節器的輸出拉著(zhù)場(chǎng)效應管的柵極電壓從11V接近地,關(guān)掉場(chǎng)效應管來(lái)阻塞放大器的高電壓。場(chǎng)效應管很容易承受連續輸出電壓,當短路故障排除后,電路恢復正常運作。由于電路不能瞬間響應,齊納擊穿二極管D1 和D2在故障狀態(tài)開(kāi)始時(shí)提供了保護。
圖2的波形顯示了一個(gè)操作電路。放大器的輸出之一(軌跡1)是一個(gè)偏置2.5V直流1kHz的正弦波。軌跡2是線(xiàn)束信號。它開(kāi)始也是一個(gè)偏置為2.5V,1kHz的正弦波,但在200µs時(shí),短接到一個(gè)18V電源上。軌跡3是分流調節器的輸出,最初偏置是11V,但被拉到地來(lái)響應過(guò)壓狀態(tài)。軌跡4是線(xiàn)束的電流。起初為正弦波,該電流在響應過(guò)載電壓時(shí)降至零。

圖2 波形顯示了一個(gè)操作電路
圖1的元件在5V時(shí)工作達到最優(yōu)化。對其他電壓值,可以調整的R5/R6的電阻值。分流調節器必須能夠起飽和作用,因此除了逃避輸出端外,還需要隔離電源管腳。該電路可以反復經(jīng)受28V短路而不損壞。 |