在低压电线上发现的电压瞬变有时可以达到许多倍于标称电压水平的幅值。这些情况产生了防止应用不当功率水平的保护需求。

保护敏感电路不受过电压影响的通常方法是在熔断器或其他限流装置之前增加具有高能量吸收能力的并联钳。其他情况需要使用高压串联保护(而不是并联钳)，因为复位或更换熔断器困难，难以进入的操作环境，或需要不间断操作。

图1的串联保护电路使用串联连接的高压n沟道MOSFET电源开关(Q1)和快速过压检测器来关闭电源开关。电源开关和串联的电源整流器(D1)保护负载免受高压瞬态和连续过电压(最高500V，任意极性)的影响。

在该电路中，从标称12V电源线为负载提供高达1A的电源，高侧开关驱动器(IC1)使电源开关完全打开。可以通过改变D1和Q1来增加最大负载电流。为了防止电源电压过低，IC1具有欠压锁定功能，仅当线路电压高于10V时才允许运行。为了防止过电压，该电路包括一个3晶体管，无偏置电流，快速(50ns操作)过电压检测器，当输入电压达到约20V时触发。这时Q4“撬棍”把栅极的电源开关接到地，使劲把它关掉。

上升过电压首先打开齐纳二极管D2，它通过箝位电压到大约18V来保护IC。齐纳电流流过2.2k欧姆电阻器，产生基极电压，接通Q2。该动作启动一个快速序列:Q3导通，Q4导通，Q4通过快速放电其栅极电容关断Q1。

电路性能通过在电源电压上施加150V的瞬态电压，而电路输出在12伏时输出1A来说明(图2)。瞬态源的内部阻抗为1欧姆，所施加电压的上升时间为1µs。电路正常工作时的功耗为20µA，其中欠压闭锁压敏分压器的功耗为3µA, IC1的功耗为17µA。

如果需要高温操作，请注意IC1的门电流输出相对有限。你的高温设计计算还应密切注意其他电路元件带来的漏电流。

这篇文章的类似版本出现在2004年10月14日的EDN杂志上。