为5V 1-Wire®从器件提供过压保护

PSSI2021SAY的缺点是消耗的电源电流相当高。12V时，包括IOUT的15μA，电流高达370μA。除了可调节功能，采用PSSI2021SAY电路并不比图2方案更好。

基于带隙基准和分立电流源实现可调门限

PSSI2021SAY数据资料介绍了电路的基本原理，主要缺点是其内部基准电压，该基准由两个串联二极管的正向导通电压提供。如果使用带隙基准代替正偏二极管，可以获得更好的性能。图7所示电路等效于PSSI2021SAY，耗流更小，一旦带隙基准达到其正常工作电流，电流几乎与电压无关。

图7. 带有带隙基准的保护电路。

晶体管Q2、带隙基准U1及电阻R2、R3代替PSSI2021SAY。R3选择100kΩ，带隙基准在IO为2.2V时达到其最小工作电流。IO为5V时，流过U1的电流为38μA；IO电压为12V时，电流为108μA。

根据基尔霍夫定律，可以得到以下关系式：(式3)

VBG = IE × R2 + VEB (式3)

对于通用pnp晶体管，例如2N3906，VBE在室温及低集电极电流下的典型值为0.6V。已知VBG为1.235V，所以该式可分解为：

R2 = (VBG - VEB)/IE = (1.235V - 0.6V)/IE = 0.635V/IE (式4)

为了达到与PSSI2021SAY电路相同的标称电流(76.7μA)，计算得到R2为8.2kΩ。Q1与图2相同时，VG必须为3.2V。忽略Q2的基极电流，IC等于IE。可计算R1：

R1 = VG/IC = 3.2V/76.7µA = 41.7kΩ (式5)

为降低1-Wire主控的总体负载，需降低电流源的输出电流，将R1和R2增大4倍(R2 = 33kΩ，R1 = 160kΩ)，使电流降至19μA，形成的最大栅极电压为3.08V。实际应用中，需要调节R1，以补偿MOSFET的VGS(OFF)容差。如果1-Wire从器件的电压严格匹配V(IO)，则认为找到了合适的数值。

用National Semiconductor®的LM385代替Linear Technology®的LT1004 (市场上不常见)，对图7电路进行测试。1-Wire适配器为Maxim DS9097U-E25。图8和图9所示为1-Wire适配器信号(上部曲线)和受保护从器件的信号(下部曲线)。编程脉冲(图9)在从器件上产生约10μs的尖峰(2V上升，1.5V下降)。该电路与图4相比，能够获得更好的性能。编程脉冲期间，受保护从器件的电压仅上升至5V电平。

图8. 没有C1时的通信波形：适配器信号(上部)、受保护从器件(下部)。

图9. 没有C1时的编程脉冲：适配器信号(上部)、受保护从器件(下部)。