Überspannungs- und Verpolschutz ohne Sperrdiode

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EBV Elektronik GmbH & Co. KG

ROHM Semiconductor GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

AC-Sperre

Der LTC4365 hat einen Verzögerungs-Timer für die Wiederherstellung (Erholung), der Rauschen an U_IN filtert und dabei hilft Prellen an U_OUT zu vermeiden. Nachdem entweder ein OV- oder UV-Fehler (oder wenn U_IN negativ wird) aufgetreten ist, muss die Eingangsversorgungsspannung in das gewünschte Betriebsspannungsfenster für mindestens 36 ms zurückkehren, um den externen MOSFET wieder einzuschalten. Wenn aus dem fehlerhaften Zustand unter 36 ms heraus wieder hineingegangen wird, bleibt der MOSFET ausgeschaltet.

Bild 4 zeigt den Chip, wie er eine AC-Leitung von 40 bis –40 V sperrt. Der Gate-Pin folgt U_IN während der negativen Spannungsanteile, bleibt aber auf Masse, wenn U_IN positiv wird. U_OUT bleibt davon unberührt.

Hohe Spannungsspitzen während der Fehlerbedingung

Bild 5 zeigt eine Testschaltung, die entwickelt wurde, um Spannungsspitzen während einer Überspannung zu generieren. Die nominale Eingangsversorgungsspannung ist 24 V mit einem Überspannungsschwellwert von 30 V.

Bild 6 zeigt die Signalform während einer Überspannung an U_IN. Diese Spannungsspitzen hängen von den parasitären Induktivitäten an den Gate- und U_IN-Pins ab. Die Schaltungen überleben die Spannungsspitzen ohne Beschädigung, selbst wenn die optionale Leistungsklemme (D1) während des Experiments benutzt wurde.

Wahl zwischen zwei Spannungsversorgungen

Wenn das Bauteil im Abschaltmodus ist, können die U_OUT- und U_IN-Pins von zwei separaten Spannungsversorgungen mit unterschiedlichen Spannungen versorgt werden. Der LTC4365 treibt den Gate-Pin automatisch unter die niedrigere der beiden Versorgungsspannungen und verhindert damit, dass Strom durch den externen MOSFET fließt.

Die Applikation in Bild 7 verwendet zwei LTC4365, um zwischen den beiden Spannungsversorgungen zu wählen. Es sollte Sorgfalt aufgewendet werden, um sicherzustellen, dass immer nur einer der beiden Chips aktiv ist.

Der Chip schützt bei negativen Verbindungen, selbst wenn U_OUT von einer separaten Versorgung getrieben wird.

Agiert er im Abschaltmodus und liegt U_OUT auf 20 V, sieht man in Bild 8 die Wellenform, wenn U_IN plötzlich an –20 V (hot swap) gelegt wird. Solange die Durchbruchspannung (60 V) des externen MOSFETs nicht überschritten wird, wird die 20-V-Versorgung an U_OUT von dieser verpolten Verbindung an U_IN nicht beeinflusst. //

* * Victor Fleury ... ist Senior Design Engineer bei Linear Technology in Milpitas, USA.