Защита импульсного стабилизатора напряжения от переходных процессов в автомобильной сети

Проектируя электронные схемы на импульсных стаби­лизаторах напряжения, например, для применения в ав­томобильных электрических цепях, инженеру-разработ­чику необходимо учитывать уровень максимально воз­можных высоковольтных переходных процессов. В авто­мобильной бортовой сети при работе генератора пере­менного тока высоковольтные переходные процессы мо­гут достигать уровней напряжений от 36 до 75 В, продолжительностью до 400 мс.

Учитывая максимально возможные значения напряже­ния в электрической сети, разработчик может использо­вать более дорогостоящий регулятор, который спосо­бен выдерживать такие амплитуды входного напряжения, или применить обычный импульсный регулятор, рассчитан­ный на максимальное входное напряжения около 20 В с дополнительной схемой защиты по входу.

Защита импульсного стабилизатора

На рисунке показана схема Кевина Даухерти (National Semiconductor), которая обеспечивает эффективное ог­раничение входного напряжения с переходными процес­сами, с выбросами до 50 В в автомобильных электрических цепях, построенная на импульсном стабилизаторе LM2734Z, с допустимым максимальным входным напряже­нием 20 В и частотой преобразования 3 МГц.

На транзисторе Qj и элементах Rj, D^, С5 построена схема защиты регулятора напряжения.

Изначально исток МОП транзистора с п-каналом Qj имеет потенциал земли. Как только входное напряжение на 1С] превысит 2,74 В, на выходе импульсного регулято­ра появится напряжение, которое начнет заряжать конденсатор Cg ограничительной цепи, собранной на дио­дах D3, D4.

Напряжение ограничения приблизительно равно раз­ности Vqjjj- Vpp (выходного напряжения и прямого паде­ния напряжения на диоде D3), подается на затвор-исток транзистора Qj. Конденсатор поддерживает напря­жение на затворе.

В нормальном состоянии, например, когда напряжение аккумулятора может находиться в пределах от 8 до 18 В, стабилитрон D1 не ограничивает проводимость транзи­стора Qj. Когда входное напряжение увеличивается вы­ше порога, определяемого стабилитроном входное напряжение, приложенное ко входу микросхемы LM2734Z, определяется напряжением туннельного пробоя р-п-пе- рехода стабилитрона Dj минус пороговое напряжение транзистора Qj, или приблизительно 20 — 2 = 18 В, что значительно ниже абсолютного максимально допусти­мого напряжения 24 В для интегрального стабилизатора LM2734Z.

МОП-транзистор SI1470DN в термостойком корпусе SC70-6 обеспечивает 50-вольтовую защиту (30 В + 20 В, напряжение кремниевого стабилитрона D1), имеет со­противление в открытом состоянии 95 мОм при напряже­нии затвор-исток 2,5 В. В случае замены транзистора Q1 его подбор следует производить с учетом макси­мального входного напряжения, порога напряжения за­твор-исток и допустимой рассеиваемой мощности.

Метки: , , .


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Проверочный код *

Разработка сайта: cryptonic