中心議題：

• 檢流放大器的瞬態過壓保護電路設計

解決方案：

• 檢流放大器過壓保護實例分析

有(you)些(xie)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)放(fang)大(da)器(qi)經(jing)常(chang)受(shou)到(dao)高(gao)壓(ya)衝(chong)擊(ji)，例(li)如(ru)，在(zai)汽(qi)車(che)中(zhong)監(jian)測(ce)電(dian)池(chi)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)的(de)檢(jian)流(liu)放(fang)大(da)器(qi)，必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)高(gao)壓(ya)拋(pao)負(fu)載(zai)脈(mai)衝(chong)，這(zhe)個(ge)高(gao)壓(ya)脈(mai)衝(chong)是(shi)當(dang)負(fu)載(zai)與(yu)電(dian)池(chi)斷(duan)開(kai)時(shi)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)，最(zui)終(zhong)在(zai)電(dian)機(ji)輸(shu)出(chu)端(duan)出(chu)現(xian)一(yi)個(ge)高(gao)壓(ya)脈(mai)衝(chong)。如(ru)果(guo)這(zhe)個(ge)脈(mai)衝(chong)超(chao)過(guo)了(le)放(fang)大(da)器(qi)的(de)共(gong)模(mo)電(dian)壓(ya)，則(ze)必(bi)須(xu)提(ti)供(gong)附(fu)加(jia)的(de)外(wai)部(bu)電路保護放大器。
 

圖1給出了一個過壓保護例子，由齊納二極管Z1和Z2、電阻R1和R2以及二極管D1組成。MAX4372放大器的共模電壓範圍為0至28V
，足以測量6V至18V範圍的汽車電池電壓。但是，拋負載電壓可能達到35V
，而且會持續0.5秒
，恰好超過了放大器的30V最大額定輸入電壓，必須通過外部電路保護放大器。

圖1. 該檢流放大器帶有保護電路(上部電路元件)，適合於共模電壓高於30V的應用。
 

采用不同的輸入保護電阻R1和R2 (分別為2kΩ和1kΩ)

，可以避免輸入失調電壓引起的額外誤差
，能夠平衡放大器偏置電流不均衡造成的影響。關於這些電阻的選擇，請參考應用筆記3888：“帶有輸入串聯電阻的電流檢測放大器的性能”。

齊納二極管Z1和Z2的標稱擊穿電壓為24V，這兩個管子的耗散功率足以在35V峰值拋負載條件(35V拋負載電壓減去1kΩ串聯電阻R2的24V鉗位電壓)下承受大約11mA吸電流。

圖2是當移走D1時，35V拋負載脈衝下放大器的輸出。施加電壓為電池標稱電壓
，所要求的輸出電壓為1V (輸入VSENSE = 50mV、增益 = 20)。出現拋負載電壓時，齊納管把輸入共模電壓鉗位在大約24V
，放大器輸出經過幾個短暫的波動後穩定到0V。

圖2. 移走二極管D1後，圖1電路的工作波形。
 

雖然標稱電壓為24V，兩個齊納管因為個體差異和不同的工作電流(Z1工作電流是5.5mA，Z2為11mA)，其擊穿電壓存在一定的差異。因此
，(VZ1 - VZ2)作為差模檢測電壓會產生一個所不希望的輸出瞬變。如果想消除這一瞬態電壓
，可以在Z1或Z2上串聯一個二極管。二極管會在拋負載時使(VZ1 - VZ2)置於正值或負值，在放大器輸出端轉換成電源擺幅的輸出(VCC或GND)，避免輸入瞬變時產生隨機的輸出波動。

圖3a所示為二極管與Z1串聯時電路的工作情況，放大器輸出被置於正電源電壓。圖3b所示為二極管與Z2串聯時的情況
，電路迫使放大器輸出置於負電源電壓。

圖3. 圖1電路中，D1分別與Z1 (a)、Z2 (b)串聯時，電路的工作波形。