在電子電路設計中，敏感電路的保護至關重要。想象一下，如果有人誤將 24V 電源連接到 12V 電路上，或者電源線和接地線因疏忽而反接，又或者電路工作在輸入電源會瞬變至非常高壓甚至低于地電位的嚴酷環(huán)境中，哪怕這些情況發(fā)生的概率極低，一旦出現(xiàn)，都可能會徹底損壞電路板。因此，為敏感電路提供過壓及電源反接保護是電子工程師們必須要解決的問題?！　鹘y(tǒng)上，為了隔離負電源電壓，設計人員通常會采用兩種方法。一種是在電源上串聯(lián)一個功率二極管，另一種是使用 P 溝道 MOSFET。然而，這兩種方法都存在明顯的缺點。功率二極管不僅會占用寶貴的板級空間，還會在高負載電流下消耗大量的功率。P 溝道 MOSFET 的功耗雖然低于串聯(lián)二極管，但 MOSFET 以及所需的驅動電路會導致成本增加。而且，這兩種方法都犧牲了低電源操作性能，尤其是串聯(lián)二極管。更重要的是，它們都沒有提供針對過高電壓的保護，要實現(xiàn)過壓保護還需要更多的電路，如高電壓窗口比較器和充電泵。
　　LTC4365：獨特的解決方案
　　LTC4365 是一款獨特的解決方案，它能夠精巧而穩(wěn)健地保護敏感電路，使其免受意料之外的高電源電壓或負電源電壓的影響。該器件可以隔離高達 60V 的正電壓和低至 –40V 的負電壓，只有處于安全工作電源范圍之內的電壓才能被傳送至負載。其僅需的外部有源組件是一個連接在不可預知的電源與敏感負載之間的雙路 N 溝道 MOSFET。
　　圖 1：完整的 12V 汽車欠壓、過壓及電源反向保護電路
　　如圖 1 所示，一個阻性分壓器負責設定用于負載與 VIN 連接 / 斷接的過壓 (OV) 和欠壓 (UV) 跳變點。如果輸入電源漂移至該電壓窗口之外，LTC4365 將迅速把負載與電源斷接。雙路 N 溝道 MOSFET 負責在 VIN 上隔離正電壓和負電壓。在標準運作期間，LTC4365 為外部 MOSFET 的柵極提供了增強的 8.4V。LTC4365 的有效工作范圍從低至 2.5V 到高達 34V，OV 和 UV 窗口可介于此范圍之內。對于大多數(shù)應用來說，無需在 VIN 上設置保護性箝位電路，從而進一步簡化了電路板設計。
　　準確和快速的過壓及欠壓保護
　　LTC4365 中配備了兩個準確 (±1.5%) 的比較器，用于監(jiān)視 VIN 上的過壓 (OV) 和欠壓 (UV) 狀況。如果輸入電壓分別升至 OV 門限以上或降至 UV 門限以下，外部 MOSFET 的柵極將快速關斷。外部阻性分壓器允許用戶選擇一個與 VOUT 上的負載相兼容的輸入電源范圍。此外，UV 和 OV 輸入還具有非常低的漏電流 (在 100°C 時通常 <1nA)，因而可在外部阻性分壓器中提供大的電流值。

　

　　圖 2：當 VIN 從 –30V 上升至 30V 時的負載保護
　　圖 2 展示了圖 1 電路中的 VIN 從 –30V 緩慢斜坡上升至 30V 時的反應。UV 和 OV 門限被分別設定為 3.5V 和 18V。當電源電壓位于 3.5V 至 18V 窗口之內時，VOUT 跟隨 VIN。若超出該窗口，LTC4365 將關斷 N 溝道 MOSFET，并使 VOUT 與 VIN 斷接，即使在 VIN 為負值的情況下也不例外。
　　新穎的電源反向保護
　　LTC4365 運用了一種新穎的負電源保護電路。當 LTC4365 在 VIN 上檢測到負電壓時，它會迅速將 GATE 引腳連接至 VIN。在 GATE 與 VIN 電壓之間沒有二極管壓降。當外部 N 溝道 MOSFET 的柵極處于最負電位 (VIN) 時，從 VOUT 至 VIN 上負電壓的漏電流極小。
　　圖 3 展示了當 VIN 帶電插入至 –20V 時的情況。在連接的前一刻，VIN、VOUT 和 GATE 以地電位為起始點。由于 VIN 和 GATE 連接線的寄生電感的原因，VIN 和 GATE 引腳上的電壓將顯著地變至 –20V 以下。外部 MOSFET 必須具有一個可安全承受該過沖的擊穿電壓指標。顯然，LTC4365 反向保護電路的動作速度取決于 GATE 引腳在負電壓瞬變期間跟隨 VIN 的緊密程度。在所示的標度上，兩者的波形幾乎無法區(qū)分。值得注意的是，提供反向保護并不需要其他外部電路。