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        采用箝位電路抑制車載電壓瞬變

        作者: 時間:2013-11-01 來源:網絡 收藏

        佳工機電網

        由R2、C3以及C4所組成的補償網絡提供了所需的頻率修整。當未達到串聯的R2及C3所引入的零點之前,Q2的增益以-1的斜率從直流(零頻)點開始下降。該零點的位置被調整至50Hz附近。并聯的R2及C4所引入的極點被調整至6kHz的零點位置。此時,總體的有效環路增益保持了-1的斜率,直至越過單位增益,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的負載電流,在幾乎所有的負載狀態下都擁有90度的相位裕度。由于負載阻抗及輸出電容設定了一個低頻的極點,因此帶寬將隨負載阻抗的升高而降低。

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        環路增益在寬范圍負載內保持穩定(負相)

        下圖顯示了在較大的不規則輸入電壓瞬變狀態下輸出電壓的響應。一旦輸入電壓超過齊納二極管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。

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        輸出電壓箝位于所期望的電平(如紅線所示)

        為防止FET Q1過載,需考慮多個重要的因素。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轉區域(SOA)曲線之內。大負載及橫跨Q1的大電壓降(在持續的保持過壓狀態下)將使器件達到其極限。FET可能消耗非常大的功率,且器件有可能無法在如此短的時間內將熱量有效的驅散,從而導致FET因超出SOA曲線區而失效。

        并且,如果輸入電壓瞬變具有很高的轉換速率,而輸入電壓源所串聯的阻抗又很小或近乎為零,則有可能產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。因此需要在輸入端串聯適當量的阻抗以限制流經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。

        結論

        上面所述的輸入提供了一個低成本的方法以箝位輸出電壓至一個安全的電平,防止可能的過壓狀態在低電壓電路出現。該電路可通過設定輸出箝位電壓及電容(以適用于任意負載)并隨后調節控制環路,輕松的實現調整。在典型的輸入狀態下,傳輸單元的前向壓降非常低,可實現比使用線性穩壓器所能達到的更低的功率損耗及更高的效率。 (end)

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