当前所在位置:首页 > 科技热点

如何利用保护电路轻松消除过压

2025-07-09 【 字体:

在许多应用中,防止过压至关重要。本文将阐释如何利用保护电路来消除过压。

作者:Frederik Dostal,电源管理专家

 

摘要

在许多应用中,防止过压至关重要。本文将阐释如何利用保护电路来消除过压。

 

引言

例如,在配电系统中,高负载的快速断开可能会导致过压的产生。为保护连接到同一电源的其他负载,建议采取浪涌保护措施。图1所示为一个保护电路的布局,在待保护的电子电路前端使用了LT4363。此示例源自一个额定电源电压为24 V的工业应用。

图1.用于拦截电压浪涌的浪涌保护电路的简易图示。

 

通常情况下,在出现过压时,受到保护的电子设备应保持不间断地运行。这就要求保护电路能够使断路器(图1中的Q1)在线性范围内工作。在出现过压期间,MOSFET既不会完全关断,也不会完全导通,而是处于部分导通状态。在这种工作状态下,它的作用就像一个电阻,过压会在其上产生压降。因此,升高的电压所蕴含的能量会在MOSFET Q1中转化为热量。根据所选MOSFET的不同,它只能在一定时间内承受这种热量,之后便会因过热而损坏。

图2.MOSFET的典型SOA曲线。

 

图2显示了MOSFET的典型安全工作区(SOA)曲线。SOA曲线定义了器件在不同电压降下可承载的电流大小,以及能够持续承载该电流的时长。如果希望有更大的电流长时间流过MOSFET,就必须选择SOA范围更大的MOSFET。SOA的范围越大,MOSFET的尺寸也就越大。这同样会增加元件的成本。

 

为了实现元件尺寸的优化,通常会选用尽可能小的MOSFET,并确保其安全运行。这意味着所选的MOSFET既不尺寸过大,又要在实际应用中充分利用其SOA的大部分范围。为此,控制器IC要能够精确识别工作状态,以判断MOSFET的运行是否处于SOA的安全范围内。然而,许多控制器IC仅仅测量流过MOSFET的电流。若还能了解MOSFET两端的电压降,那就更好了。

图3.在LT4363中,根据漏源电压对定时电容器进行充电,实现对SOA曲线的一种准仿真。

 

LT4363浪涌保护器件不仅会考虑流过MOSFET的电流大小,还会考虑源极和漏极之间施加的电压。如此一来,MOSFET能够在线性模式下更安全地运行,而且也许能够选择尺寸更小的MOSFET,进而降低系统成本。

 

这种保护机制的工作原理是,根据所测量的电流和压降,对图1中TMR引脚上的定时电容器进行充电。如果电容器上的电压上升到1.275 V以上,就会发出警告。而当电压高于1.375 V时,MOSFET会完全关断,以实施保护。

 

图3显示了图1中LT4363的定时电容器上的电压如何由于图1中MOSFET Q1上的VDS电压而上升。对于流过MOSFET Q1的电流,同样有类似的充电图示。这些参数可确保不会超出MOSFET的SOA曲线,不仅实现了安全运行,也起到了过压保护的作用。

 

结论

过压保护模块看起来相当简单且不起眼,但一些细微的特性却能在过压保护的性能表现及MOSFET的选型方面产生重大影响。

(来源:中电网)
The End
免责声明:本文内容来源于第三方或整理自互联网,本站仅提供展示,不拥有所有权,不代表本站观点立场,也不构成任何其他建议,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容,不承担相关法律责任。如发现本站文章、图片等内容有涉及版权/违法违规或其他不适合的内容, 请及时联系我们进行处理。
阅读全文
相关推荐

三个月吸金近15亿,光联芯科领跑片间光互连赛道

三个月吸金近15亿,光联芯科领跑片间光互连赛道
首页 > 技术文库 > 三个月吸金近15亿,光联芯科领跑片间光互连赛道 ...

车灯内卷时代,出路在何方?安瑞光电双轮驱动,加速全球出圈

车灯内卷时代,出路在何方?安瑞光电双轮驱动,加速全球出圈
首页 > 技术文库 > 车灯内卷时代,出路在何方?安瑞光电双轮驱动,加速全球出圈...

最终盘点:关于RS-485的十大要点

最终盘点:关于RS-485的十大要点
首页 > 技术文库 > 最终盘点:关于RS-485的十大要点 ...

CIOE 2026观察:从纳米到光年,一束光的“连接带”加速成型

CIOE 2026观察:从纳米到光年,一束光的“连接带”加速成型
首页 > 技术文库 > CIOE 2026观察:从纳米到光年,一束光的“连接带”...

光刻产业开启”双线迭代“:High-NA EUV与12英寸光掩模

光刻产业开启”双线迭代“:High-NA EUV与12英寸光掩模
首页 > 技术文库 > 光刻产业开启”双线迭代“:High-NA EUV与12英...

芯连青山绿水,智护万千生灵——宸芯MNet自组网技术助力野生动物保护

芯连青山绿水,智护万千生灵——宸芯MNet自组网技术助力野生动物保护
首页 > 技术文库 > 芯连青山绿水,智护万千生灵——宸芯MNet自组网技术助力...

Eddie Ramirez:服务器市场Arm优势有三 多元化方案提供更多选择性

Eddie Ramirez:服务器市场Arm优势有三 多元化方案提供更多选择性
首页 > 技术文库 > Eddie Ramirez:服务器市场Arm优势有三 多...

苹果首款折叠iPhone发布 果链迎来结构性重估:谁在受益,谁在承压?

苹果首款折叠iPhone发布 果链迎来结构性重估:谁在受益,谁在承压?
首页 > 技术文库 > 苹果首款折叠iPhone发布 果链迎来结构性重估:谁在受...

前苹果NPU全建制高管团队押注端侧通用计算平台,成立一年已获三轮产业方领衔近10亿投资

前苹果NPU全建制高管团队押注端侧通用计算平台,成立一年已获三轮产业方领衔近10亿投资
首页 > 技术文库 > 前苹果NPU全建制高管团队押注端侧通用计算平台,成立一年...

服务器CPU生产挤占PC产能,英特尔是否该“外包解困”?

服务器CPU生产挤占PC产能,英特尔是否该“外包解困”?
首页 > 技术文库 > 服务器CPU生产挤占PC产能,英特尔是否该“外包解困”?...