电源中断和72V瞬变情况下的汽车电子保护电路

汽车电子中的很多应用都需要在供电电源出现瞬时故障时仍能保持不受干扰的供电电压。图1所示电路正是针对这一需求设计的，在供电电压瞬间短路或开路时能够保持负载供电。低电流过压保护芯片MAX6 95能够保护负载免受72V瞬间高压的冲击。

该电路的标称输入电压为13V。在瞬间掉电时，开关转换器输入引脚附近的大电容（C1）可提供大约5ms的电压保持能力。电源短路时，该电路通过阻止C1经由短路电源的放电使开关转换器输出不发生中断。

当13V输入电压由于对地短路而跌落时，需要阻止储能电容C1经由短路通道反向放电。这可由晶体管Q1和Q2实现：发生短路时Q1导通，从而将C1上的13V加载到Q2的栅极，Q2导通。Q2将GATE端的内部电荷泵短路到地，通过迅速对Q3和Q4的栅极电容放电关闭晶体管Q3和Q4。随着Q3和Q4的关闭，C1无法经过短路通道放电，从而保证图1的输出电压在出现输入瞬间干扰时维持系统的供电（图2）。

晶体管Q3和Q4应该维持较低的栅极总电荷，以便快速开启和关断。VDS(max)应该足够高，以承受预先估算的最高瞬态电压。Q3和Q4的RDS(on)应该较小，从而使压降和功耗最低。

C1由负载功率、最大容许电压和预计的输入电压掉电时间（过渡时间）决定（图3）：

电容储能为：

E = 储能

C = 容值

V = 最大容许压降

P = 负载功率

T = 预计输入电压掉电时间

图1.该汽车电源可承受高达72V的瞬态输入并在输入电压瞬间短路或开路时保持稳定的输出

图2.图1电路的输出电压（底部）不会受输入电压瞬间短路的影响（顶部）

图3.上述波形定义压降(V)，在T时间间隔内由于放电导致的电容电压跌落