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采用箝位电路抑制车载电压瞬变

作者: 时间:2013-11-01 来源:网络 收藏

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由R2、C3以及C4所组成的补偿网络提供了所需的频率修整。当未达到串联的R2及C3所引入的零点之前,Q2的增益以-1的斜率从直流(零频)点开始下降。该零点的位置被调整至50Hz附近。并联的R2及C4所引入的极点被调整至6kHz的零点位置。此时,总体的有效环路增益保持了-1的斜率,直至越过单位增益,如下图所示。示例的电路展示了最少70kHz的带宽,可支持大于0.5A的负载电流,在几乎所有的负载状态下都拥有90度的相位裕度。由于负载阻抗及输出电容设定了一个低频的极点,因此带宽将随负载阻抗的升高而降低。

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环路增益在宽范围负载内保持稳定(负相)

下图显示了在较大的不规则输入电压瞬变状态下输出电压的响应。一旦输入电压超过齐纳二极管D2额定的27V,输出电压将箝位并很好的抑制输入电压的改变。

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输出电压箝位于所期望的电平(如红线所示)

为防止FET Q1过载,需考虑多个重要的因素。加载在Q1上的电压、电流及功率都必须保持在器件的安全运转区域(SOA)曲线之内。大负载及横跨Q1的大电压降(在持续的保持过压状态下)将使器件达到其极限。FET可能消耗非常大的功率,且器件有可能无法在如此短的时间内将热量有效的驱散,从而导致FET因超出SOA曲线区而失效。

并且,如果输入电压瞬变具有很高的转换速率,而输入电压源所串联的阻抗又很小或近乎为零,则有可能产生非常高的峰值输入电流,从而也有可能使Q1超出SOA曲线区。因此需要在输入端串联适当量的阻抗以限制流经Q1的峰值输入浪涌电流。降低输入电压上升的速率同样有助于限制输入电流的峰值。

结论

上面所述的输入提供了一个低成本的方法以箝位输出电压至一个安全的电平,防止可能的过压状态在低电压电路出现。该电路可通过设定输出箝位电压及电容(以适用于任意负载)并随后调节控制环路,轻松的实现调整。在典型的输入状态下,传输单元的前向压降非常低,可实现比使用线性稳压器所能达到的更低的功率损耗及更高的效率。 (end)

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