自從半導(dǎo)體時(shí)代開(kāi)啟以來(lái)，汽車(chē)制造商就不得不窮于應(yīng)付電壓峰值問(wèn)題。由于汽車(chē)增加了燃油噴射控制、安全氣囊、衛(wèi)星無(wú)線設(shè)備、GPS、ABS和牽引力控制等功能，因此這方面的問(wèn)題有增無(wú)減。由于自動(dòng)電子器件已經(jīng)基本上掌控了車(chē)道控制、躲避行人和相對(duì)位置保持功能，那么當(dāng)汽車(chē)在高速公路上飛馳時(shí)，保持干凈的電源總線比以往任何時(shí)候都要迫切。

預(yù)防可能是最好的處理方式，但這更多的只是一種愿望，不一定能夠?qū)崿F(xiàn)。但不可避免的是，當(dāng)電源在長(zhǎng)的電纜上流過(guò)時(shí)，只要有負(fù)載躍變就會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)干擾。在長(zhǎng)線纜上發(fā)生的瞬時(shí)負(fù)向電流變化將導(dǎo)致正向電壓峰值。最可怕的事情是與被腐蝕的電池端子相關(guān)的“拋負(fù)載”。

眾所周知，拋負(fù)載會(huì)產(chǎn)生高達(dá)125V的浪涌電壓，并且這個(gè)電壓將保持?jǐn)?shù)百毫秒。汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)(SAE)對(duì)于拋負(fù)載的特征描述包括：5ms的5mA上升時(shí)間，以及帶有200ms時(shí)間常數(shù)的呈指數(shù)衰減下降時(shí)間。

從歷史上看，工程師曾采用電容、瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管甚至熔絲來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但隨著汽車(chē)內(nèi)電子器件密度的提高，留給安裝保護(hù)器件等分立元件的空間越來(lái)越小。

凌力爾特公司早已推出一款用于解決過(guò)壓?jiǎn)栴}的有源器件。但正如Dobkin和他的高級(jí)設(shè)計(jì)人員在汽車(chē)制造商處與電源工程師的對(duì)話中講到的那樣，事情明擺著需要更好的器件。2007年，該公司發(fā)布了LT4356浪涌抑制器，工作電壓范圍從4V至80V，可以有效阻止輸入引腳上出現(xiàn)的高達(dá)-60V的反向瞬態(tài)電壓。

所有LT43xx系列器件都是針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的線性穩(wěn)壓器，主要用來(lái)饋送像DC-DC轉(zhuǎn)換器這樣的外部器件。它們將能浪涌電壓鉗位到由外部分壓電阻設(shè)定的值，同時(shí)保持不受浪涌電流的影響。凌力爾特最早的LT4356可以抑制超過(guò)100V的浪涌電壓。它的關(guān)鍵點(diǎn)在于電流感測(cè)電阻的放置：位于外部旁路晶體管的上游(圖4a)。如果器件要求阻止超過(guò)100V的瞬態(tài)電壓，那就必須關(guān)閉過(guò)流保護(hù)功能。

圖4：凌力爾特公司最早的LT4356(a)浪涌抑制器及后續(xù)產(chǎn)品LT4363(b)，可以將浪涌電壓鉗位到由外部分壓電阻設(shè)定的值，同時(shí)自身不受浪涌的影響。LT4363將電流檢測(cè)功能放置在旁路晶體管之后。

凌力爾特公司在兩種新產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了解決方案：帶過(guò)流保護(hù)功能的LT4363高壓浪涌抑制器以及LTC4366高壓浮動(dòng)浪涌抑制器。

對(duì)于熟悉LT4356的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，LT4363只是簡(jiǎn)單地將過(guò)流感測(cè)功能移到了旁路FET的下游，不僅支持過(guò)流保護(hù)，同時(shí)還能承受大的瞬態(tài)電壓(圖4b)。但與LT4356一樣，它的絕對(duì)最大額定值是100V。因此，它的輸入端必須使用電阻和TVS二極管以阻止超過(guò)100V的瞬態(tài)高壓。

LT4366更加令人感興趣(圖5)。它表明了在Dobkin這樣的工程師重新考慮過(guò)去的思路時(shí)會(huì)發(fā)生什么。“如果我們?cè)试S器件采用浮動(dòng)拓?fù)鋾?huì)怎么樣？”Dobkin問(wèn)自己。很顯然，浮動(dòng)器件可以用于連續(xù)工作在電壓超過(guò)100V、要求防止甚至超過(guò)200V瞬態(tài)電壓的系統(tǒng)中。

圖5：凌力爾特的LT4366高壓浮動(dòng)型浪涌抑制器可實(shí)現(xiàn)與任何高壓浪涌的隔離(a)。LT4366有三種工作模式(b)。在啟動(dòng)模式，經(jīng)過(guò)RIN的涓流用于提供偏置，并通過(guò)給柵極充電啟動(dòng)電荷泵。隨后電荷泵保持柵極電壓高出源極電壓12V。在調(diào)整模式中，上端反饋電阻上的壓降保持在1.23V基準(zhǔn)值。

在一個(gè)典型應(yīng)用中，外部降壓電阻允許該器件電壓隨電源上浮，從而隔離任何高壓浪涌。這樣，工作電壓的上限僅取決于必需的大電阻以及可以處理穩(wěn)壓期間功耗的MOSFET。因?yàn)長(zhǎng)TC4366不接地，因此與非浮動(dòng)器件相比，它可以借助一些額外的功能處理高得多的瞬態(tài)電壓。

LTC4366工作在三種不同模式：?jiǎn)?dòng)、運(yùn)行、調(diào)整。

在啟動(dòng)模式，有15μA的涓流流經(jīng)RIN。其中一半電流給柵極充電，另一半用于偏置電流。隨著GATE引腳的不斷充電，外部MOSFET將提升OUT引腳的電壓，直到器件進(jìn)入運(yùn)行模式。這時(shí)，輸出已經(jīng)足夠高到啟動(dòng)電荷泵。隨后電荷泵就能用來(lái)滿充柵極，使之比源極電壓高出12V。