在大多數情況下,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鍵應用中,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,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或更低的降壓穩壓器(如LT1616)一般不考慮用于汽車應用。然而,如果與LT3012B/LT3013B等低壓差(LDO)線性穩壓器結合使用,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,因此節省了成本和電路板面積。在以適中的負載電流工作時,LDO穩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以低壓差方式工作實現更高的效率。在這種情況下,LT3013B的輸出電壓設定為 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將調整它的輸出,并將其有效地“限制”在24V,這剛好在 LT1616開關的額定電壓范圍內。如果VIN上升至高于24.4V,該LDO的效率會下降,但是這種情況持續時間很短,不會產生什么不良后果。LT1616將LT3013B受到限制的輸出轉換為3.3V。在12V輸入時,該開關的效率大約為80%。在冷車發動時,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。LT3013B LDO穩壓器與LT1616開關結合,在不犧牲效率的前提下,可在12V汽車電氣系統典型的寬工作電壓范圍內提供穩定的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低靜態電流是今天始終保持接通系統所必需的。可以在LT3437的輸入端串聯一個低成本的二極管以提供電池反向保護。
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