引言
MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398過壓保護（OVP）器件用于保護后續(xù)電路免受甩負載或瞬間高壓的破壞,。器件通過控制外部串聯(lián)在電源線上的n溝道MOSFET實現(xiàn),。當電壓超過用戶設(shè)置的過壓門限時,，拉低MOSFET的柵極,，MOSFET關(guān)斷,，將負載與輸入電源斷開。
過壓保護（OVP）器件數(shù)據(jù)資料中提供的典型電路可以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求（圖1）,。然而,，有些應(yīng)用需要對基本電路進行適當修改,。本文討論了兩種類似應(yīng)用：增大電路的最大輸入電壓,，在過壓情況發(fā)生時利用輸出電容存儲能量,。
圖1. 過壓保護的基本電路
增加電路的最大輸入電壓
雖然圖1電路能夠工作在72V瞬態(tài)電壓，但有些應(yīng)用需要更高的保護,。因此,，如何提高OVP器件的最大輸入電壓是一件有意義的事情,。圖2所示電路增加了一個電阻和齊納二極管,，用來對IN的電壓進行箝位,。如果增加一個三極管緩沖器（圖3）,，就可以降低對并聯(lián)穩(wěn)壓器電流的需求,，但也提高了設(shè)計成本。
圖2. 增大最大輸入電壓的過壓保護電路
圖3. 通過三極管緩沖器增大輸入電壓的過壓保護電路
齊納二極管的選擇,，要求避免在正常工作時消耗過多的功率，并可承受高于輸入電壓最大值的電壓,。此外,，齊納二極管的擊穿電壓必須小于OVP的最大工作電壓（72V），擊穿時齊納二極管電流最大,。
串聯(lián)電阻（R3）既要足夠大,，以限制過壓時齊納二極管的功耗，又要足夠小,，在最小輸入電壓時能夠維持OVP器件正常工作,。
圖2中電阻R3的阻值根據(jù)以下數(shù)據(jù)計算：齊納二極管D1的擊穿電壓為54V,；過壓時峰值為150V,，齊納二極管的功率小于3W。根據(jù)這些數(shù)據(jù)要求,，齊納二極管流過的最大電流為：
3W/54V = 56mA
根據(jù)這個電流，R3的下限為：
?。?50V - 54V）/56mA = 1.7kΩ
R3的峰值功耗為：
?。?6mA）² × 1.7kΩ = 5.3W
如果選擇比5.3W對應(yīng)電阻更小的阻值,，則會在電阻和齊納二極管上引起相當大的功率消耗。
為了計算電阻R3的上限,，必須了解供電電壓的最小值,。保證MAX6495正常工作的最小輸入電壓為5.5V。例如,，假設(shè)供電電壓的最小值為6V,，正常工作時R3的最大壓降為500mV。由于MAX6495的工作電流為150µA （最大）,，相應(yīng)電阻的最大值為：
500mV/150µA = 3.3kΩ
圖2中的R3設(shè)置為2kΩ,，可以保證供電電壓略小于6V時OVP器件仍可以正常工作。
注意,，發(fā)生過壓故障時,，R3和D1 （圖2）需要耗散相當大的功率。如果過壓條件持續(xù)時間較長（如：幾十毫秒以上）,，圖3所示電路或許更能勝任應(yīng)用的要求,。圖中射極跟隨器通過降低從R3與D1節(jié)點抽取的電流大大增加R3所允許的最大值。以β值為100的三極管為例,，此時150µA的器件工作電流變成1.5µA,。這種情況下，不能忽略5µA的二極管反向漏電流,。R3為10kΩ,，因此，由于漏電流在R3上產(chǎn)生的壓降會達到50mV,。
在IN和GND間使用一個1µF （最小值）的陶瓷電容,。確保器件的電壓范圍滿足輸入電壓的要求，須注意MOSFET的VDS_MAX額定值。
引言
MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398過壓保護（OVP）器件用于保護后續(xù)電路免受甩負載或瞬間高壓的破壞,。器件通過控制外部串聯(lián)在電源線上的n溝道MOSFET實現(xiàn),。當電壓超過用戶設(shè)置的過壓門限時，拉低MOSFET的柵極,，MOSFET關(guān)斷,，將負載與輸入電源斷開。
過壓保護（OVP）器件數(shù)據(jù)資料中提供的典型電路可以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求（圖1）,。然而,，有些應(yīng)用需要對基本電路進行適當修改。本文討論了兩種類似應(yīng)用：增大電路的最大輸入電壓,，在過壓情況發(fā)生時利用輸出電容存儲能量,。
圖1. 過壓保護的基本電路
增加電路的最大輸入電壓
雖然圖1電路能夠工作在72V瞬態(tài)電壓，但有些應(yīng)用需要更高的保護,。因此,，如何提高OVP器件的最大輸入電壓是一件有意義的事情。圖2所示電路增加了一個電阻和齊納二極管,，用來對IN的電壓進行箝位,。如果增加一個三極管緩沖器（圖3），就可以降低對并聯(lián)穩(wěn)壓器電流的需求,，但也提高了設(shè)計成本,。
圖2. 增大最大輸入電壓的過壓保護電路
圖3. 通過三極管緩沖器增大輸入電壓的過壓保護電路
齊納二極管的選擇，要求避免在正常工作時消耗過多的功率,，并可承受高于輸入電壓最大值的電壓,。此外，齊納二極管的擊穿電壓必須小于OVP的最大工作電壓（72V）,，擊穿時齊納二極管電流最大,。
串聯(lián)電阻（R3）既要足夠大，以限制過壓時齊納二極管的功耗,，又要足夠小,，在最小輸入電壓時能夠維持OVP器件正常工作。
圖2中電阻R3的阻值根據(jù)以下數(shù)據(jù)計算：齊納二極管D1的擊穿電壓為54V,；過壓時峰值為150V,，齊納二極管的功率小于3W。根據(jù)這些數(shù)據(jù)要求,，齊納二極管流過的最大電流為：
3W/54V = 56mA
根據(jù)這個電流,，R3的下限為：
（150V - 54V）/56mA = 1.7kΩ
R3的峰值功耗為：
?。?6mA）² × 1.7kΩ = 5.3W
如果選擇比5.3W對應(yīng)電阻更小的阻值，則會在電阻和齊納二極管上引起相當大的功率消耗,。
為了計算電阻R3的上限,，必須了解供電電壓的最小值,。保證MAX6495正常工作的最小輸入電壓為5.5V。例如,，假設(shè)供電電壓的最小值為6V,，正常工作時R3的最大壓降為500mV。由于MAX6495的工作電流為150µA （最大）,，相應(yīng)電阻的最大值為：
500mV/150µA = 3.3kΩ
圖2中的R3設(shè)置為2kΩ,，可以保證供電電壓略小于6V時OVP器件仍可以正常工作。
注意,，發(fā)生過壓故障時,，R3和D1 （圖2）需要耗散相當大的功率。如果過壓條件持續(xù)時間較長（如：幾十毫秒以上）,，圖3所示電路或許更能勝任應(yīng)用的要求,。圖中射極跟隨器通過降低從R3與D1節(jié)點抽取的電流大大增加R3所允許的最大值。以β值為100的三極管為例,，此時150µA的器件工作電流變成1.5µA,。這種情況下，不能忽略5µA的二極管反向漏電流,。R3為10kΩ,，因此，由于漏電流在R3上產(chǎn)生的壓降會達到50mV,。
在IN和GND間使用一個1µF （最小值）的陶瓷電容,。確保器件的電壓范圍滿足輸入電壓的要求，須注意MOSFET的VDS_MAX額定值,。
利用輸出端電容儲能
發(fā)生過壓時,，典型應(yīng)用電路能夠?qū)敵鲭娙葑詣臃烹姡员Ｗo下游電路（圖4）,，有些應(yīng)用需要利用輸出電容儲存能量,，并且能夠在瞬間高壓的條件下繼續(xù)維持下游電路的供電，利用圖5電路可以達到這一目的,。
圖4. 典型的限壓電路提供輸出電容放電通道
MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398通過內(nèi)部100mA的電流源（見圖4）連接到GATE輸出,，以對柵極電容和輸出電容放電。電流源先對GATE放電（電流I1,，綠色箭頭）,，直到GATE的電壓等于OUTFB電壓，然后斷開FET,，電流源繼續(xù)降低GATE電壓,，最后，直到內(nèi)部的箝位二極管變?yōu)檎蚱茫瑢敵鲭娙莘烹姡娏鱅2,，紅色箭頭）,。
圖5. 帶有輸出電容儲能功能的過壓限制電路
如果OUTFB沒有連接，則斷開了通過箝位二極管放電的通路,，不再對輸出電容放電,。然而，MOSFET的柵極就不再有保護箝位二極管,，VGS_MAX有可能超出額定值,。
在MOSFET源極和柵極之間增加一個外部箝位二極管（圖5中的D1）可重新建立輸出端與100mA恒流源之間的通路。在柵極和GATE引腳之間增加一個串聯(lián)電阻（圖5中的R3）,，將會限制輸出電容的放電電流,，降低電流。限制放電電流的同時會增加電路的斷開時間,，也降低了電路對瞬態(tài)過壓的響應(yīng)速度,。在串聯(lián)電阻兩端并聯(lián)一個電容（圖5中的C4）可以減輕對響應(yīng)時間的影響，還可以選擇使用電阻R4,，避免OUTFB浮空,。
如果將SET外部的分壓電阻連接到輸出端，而不是輸入端（參考上述電路圖）,，使MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在限幅模式,，發(fā)生過壓時，電路會定期地對輸出電容進行充電,。電容電壓跌落到過壓門限的滯回電壓以下時,，MOSFET導(dǎo)通，對電容充電,；當電容電壓達到過壓門限時,，MOSFET斷開。
圖6給出了MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在過壓監(jiān)控模式的電路,。輸入電壓經(jīng)過電阻分壓后連接到SET引腳,，當輸入過壓時，斷開MOSFET,，并將一直維持斷開狀態(tài),，直到解除輸入過壓故障。
圖6. 過壓監(jiān)測模式下的過壓比較配置