引言
假如有人将24V电源连接到您的12V电路上，将发生什么? 倘若电源线和接地线因疏忽而反接，电路还能安然无恙吗? 您的应用电路是否工作于那种输入电源会瞬变至非常高压或甚至低于地电位的严酷环境中?即使此类事件的发生概率很低，但只要出现任何一种就将彻底损坏电路板。
为了隔离负电源电压，设计人员惯常的做法是布设一个与电源相串联的功率二极管或P沟道MOSFET。然而，二极管既占用宝贵的板级空间，又会在高负载电流下消耗大量的功率。P 沟道MOSFET的功耗虽然低于串联二极管，但MOSFET以及所需的驱动电路将导致成本增加。这两种解决方案均牺牲了低电源操作性能，尤其是串联二极管。而且，两种方法都没有提供针对过高电压的保护——这种保护需要更多的电路，包括一个高电压窗口比较器和充电泵。
欠压、过压和电源反向保护
LTC4365是一款独特的解决方案，可精巧和稳健地保护敏感电路免遭意料之外的高电源电压或负电源电压。LTC4365能隔离高达60V的正电压和低至–40V的负电压。只有处于安全工作电源范围之内的电压被传送至负载。仅需的外部有源组件是一个连接在不可预知的电源与敏感负载之间的双路N沟道MOSFET。
图1示出了一款完整的应用电路。一个阻性分压器负责设定用于负载与VIN连接/断接的过压(OV)和欠压(UV)跳变点。如果输入电源漂移至该电压窗口之外，则LTC4365将迅速把负载与电源断接。
图1：完整的12V汽车欠压、过压及电源反向保护电路
双路N沟道MOSFET负责在VIN上隔离正电压和负电压。在标准运作期间，LTC4365为外部MOSFET的栅极提供了增强的8.4V。LTC4365的有效工作范围从低至2.5V到高达34V —— OV和UV窗口可介于此范围之内。对于大多数应用来说，无需在VIN上设置保护性箝位电路，从而进一步简化电路板设计。
准确和快速的过压及欠压保护
LTC4365中两个准确 (±1.5%) 的比较器用于监视VIN上的过压 (OV) 和欠压 (UV) 状况。如果输入电压分别升至OV门限以上或降至UV门限以下，则外部MOSFET的栅极将快速关断。外部阻性分压器允许用户选择一个与VOUT上的负载相兼容的输入电源范围。此外，UV和OV输入还具有非常低的漏电流(在100℃时通常 <1nA)，因而可在外部阻性分压器中提供大的电流值。
图2示出了图1电路中的VIN从–30V缓慢斜坡上升至30V时做出的反应。UV和OV门限被分别设定为3.5V和18V。当电源电压位于3.5V至18V窗口之内时， VOUT跟随VIN。若超出该窗口时，LTC4365将关断N沟道MOSFET，并使VOUT与VIN断接，即使在VIN为负值的情况下也不例外。
图2：当VIN从–30V上升至30V时的负载保
新颖的电源反向保护
LTC4365运用了一种新颖的负电源保护电路。当LTC4365在VIN上检测到负电压，它迅速将GATE引脚连接至VIN。在GATE与VIN电压之间没有二极管压降。当外部N沟道MOSFET的栅极处于最负电位(VIN) 时，从VOUT至VIN上负电压的漏电流极小。
图3示出了当VIN带电插入至–20V时出现的状况。在连接的前一刻，VIN、VOUT和GATE以地电位为起始点。由于VIN和GATE连接线的寄生电感之原因，VIN和GATE引脚上的电压将显著地变至–20V以下。外部 MOSFET 必须具有一个可安全承受该过冲的击穿电压指标。
