電池反向保護電路 - 汽車電子電源保護電路設(shè)計攻略 —電路圖天天讀（143）

　　在大多數(shù)情況下，采用普通p-n二極管就可以，如果正向壓降很重要，可以選擇肖特基二極管。在隔離二極管中的功耗不可接受的關(guān)鍵應(yīng)用中，圖4所示的簡單電路就可以解決這個問題。

　　圖 4：用于圖2和圖3的電池反向保護

　　在正常工作情況下，MOSFET Q2的體二極管正向偏置，并傳送功率至LT1641。LT1641接通時，Q2柵極獲得驅(qū)動，從而完全接通。如果輸入反向，那么Q3的射極就被拉低至低于地電平，Q3接通，從而將Q2的柵極拉低并保持其接近Q2的源極電平。在這種情況下，Q2保持斷開狀態(tài)，并隔離反向輸入，使其不能到達LT1641和負載電路。微安級電流流經(jīng)1MΩ電阻，到達LT1641的“GATE”引腳。

　　高壓LDO用作電壓限幅器

　　最高輸入電壓額定值為25V或更低的降壓穩(wěn)壓器（如LT1616）一般不考慮用于汽車應(yīng)用。然而，如果與LT3012B/LT3013B等低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器結(jié)合使用，在輸入電壓上的缺點就可以輕松克服。這種尺寸小、效率高的組合如圖5所示，可以在汽車環(huán)境中提供3.3V輸出。

　　圖 5：LT3013B用作電壓限幅器

　　LT3013B擁有4V至80V的寬輸入電壓范圍，并集成了電池反向保護功能，無需特殊電壓限制或箝位電路，因此節(jié)省了成本和電路板面積。在以適中的負載電流工作時，LDO穩(wěn)壓器的效率近似等于VOUT/VIN。如果VOUT比VIN低得多，那么LDO的效率就會下降。例如，將12V 輸入降至3.3V輸出時，效率僅為28%。

　　在圖5中，通過讓LT3013B在正常輸入電壓范圍內(nèi)以低壓差方式工作實現(xiàn)更高的效率。在這種情況下，LT3013B的輸出電壓設(shè)定為 24V。該LDO的輸出電壓僅比VIN低400mV，它以97%的效率為LT1616降壓型穩(wěn)壓器供電，而且電壓恰好在正常工作電壓范圍的中間。在負載突降情況下，VIN可能迅速升至高達80V，但是在VIN超過24.4V時，LT3013B將調(diào)整它的輸出，并將其有效地“限制”在24V，這剛好在 LT1616開關(guān)的額定電壓范圍內(nèi)。如果VIN上升至高于24.4V，該LDO的效率會下降，但是這種情況持續(xù)時間很短，不會產(chǎn)生什么不良后果。LT1616將LT3013B受到限制的輸出轉(zhuǎn)換為3.3V。在12V輸入時，該開關(guān)的效率大約為80%。在冷車發(fā)動時，汽車的電壓可能降低至5V。在這種情況下，LT1616的輸入電壓為4.6V，恰好處于它的工作電壓范圍之內(nèi)。LT3013B LDO穩(wěn)壓器與LT1616開關(guān)結(jié)合，在不犧牲效率的前提下，可在12V汽車電氣系統(tǒng)典型的寬工作電壓范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的3.3V輸出。

　　一個集成度更高的解決方案是LT3437。LT3437是一個200kHz的單片降壓型穩(wěn)壓器，它的輸入電壓范圍為3.3V至80V。其在無負載時的100uA低靜態(tài)電流是今天始終保持接通系統(tǒng)所必需的?？梢栽贚T3437的輸入端串聯(lián)一個低成本的二極管以提供電池反向保護。