保護輸出過(guò)壓的電路

　　在測試與測量應用中，必須為放大器、電源以及類(lèi)似部件的輸出端提供過(guò)壓保護。實(shí)現這一任務(wù)的傳統方式是在輸出節點(diǎn)中增加串聯(lián)電阻，并在電源線(xiàn)路或其它閾值電壓上增加箝位二極管（參考文獻1與圖1）。這個(gè)電阻大大減小了電流輸出的能力，以及低阻負載的輸出電壓擺幅。另外一種方案是用保險絲或其它限流器件，它優(yōu)于這些箝位電路的高吸能能力。當源電阻R6上的壓降大于耗盡型MOSFET Q1與Q2的柵極閾值電壓時(shí)，圖2電路是作為一個(gè)雙極電流源，從而限制了通過(guò)箝位二極管的電流（參考文獻2）。這種方案的缺點(diǎn)是在過(guò)載條件下，串聯(lián)元件上有大的功耗。

　　有一種合理的方案是當輸出端子上存在過(guò)載電壓時(shí)，將放大器輸出節點(diǎn)與輸出端子斷開(kāi)一段時(shí)間。幾十年來(lái)，工程師都在音響功率放大器中使用機電繼電器完成這種串聯(lián)斷接，不過(guò)原因不同，他們是用于揚聲器保護。SSR（固態(tài)繼電器）（包括光電子、光伏電池、OptoMOS和PhotoMOS器件）適合完成中等強度電流的負載斷接任務(wù)，因為其控制端與負載端之間有電流絕緣（參考文獻3）。

　　圖3中的串聯(lián)保護電路使用一只串接的大電壓SSR，切斷放大器的輸出端。當輸出電壓升高到正基準電壓以上或低

于負基準電壓閾值時(shí)，就會(huì )使IC2或IC3比較器變換自己的輸出狀態(tài)，通過(guò)與邏輯器件IC5關(guān)斷SSR IC4。圖4顯示了實(shí)現這種方案的簡(jiǎn)單電路。

　　圖4中的電路只需要少量外接元件，使用一只SSR作輸出過(guò)壓保護。上升的過(guò)壓使IC2中的兩只晶體管截止，切斷了流經(jīng)IC3控制LED的電流。繼電器IC3打開(kāi)，保護放大器與箝位二極管。該電路經(jīng)過(guò)了一系列Clare、Matsushita Electronic Works和Panasonic SSR的測試，它們有的帶內部電流保護，有的不帶。電源線(xiàn)路電壓是±15V；R10、R11和R12設定觸發(fā)電平為±16V。省略R11可將觸發(fā)電平移至±14.5V。在保護電路工作時(shí)，針對0.5V過(guò)壓保護繼電器，SSR的關(guān)斷延遲為100ms~200ms，較高過(guò)壓下延遲會(huì )更短些。注意在使用低導通電阻SSR時(shí)，通過(guò)箝位二極管的峰值電流可能會(huì )相當大。