一个简单的OVP电路仿真分析

在汽车电子产品设计中，通常主机厂都要求产品在9~16V之间可以正常工作。超过16V时，属于过压状态。产品要能在过压状态不被损害。在ISO16750-2中，要求汽车电子产品做一项叫“过压”的实验，即给产品的12V电源输入端提供24V的电压，持续1分钟，产品在实验中和实验后都可以正常工作，不能损害。

如下是一个简单的OVP电路仿真分析。

1 仿真电路

V1是电压源，模拟汽车电瓶。设定为从9V开始增大到20V，每次增加1V。

D1是稳压管，击穿电压是16V。D1、Q1和D2组成过压保护电路。

R5模拟负载。

2 没有过压保护电路的仿真

下图是去掉过压保护电路的仿真

横轴是VIN，从9V逐步增大到20V。黄色波形是VOUT，没有过压保护电路，输出电压也跟随VIN持续增大。红色波形是Vc点的电压。

3 过压保护电路的仿真

在VIN处于9V~16V之间，D1不导通，Va跟随VIN，Vb也跟随VIN，同时Vb=Vd，Q1不导通。过压保护电路不工作。M1通过R3和R4分压后导通，VOUT=VIN。(如下图T1段，Va、Vb和VOUT的波形重合)。

VIN大于16V之后，D1反向击穿，过压保护电路开始工作。Va保持在16V(如下图T2和T3段的绿色波形)。Vb也是16V，此时Vb

在T2段和T3段，Vb的电压是由R1、R2、Q1be、R4共同对VIN分压得到。

D2的作用是保护Q1的BE极电压不要超过范围，D2的击穿电压不超过Q1的BE极间电压所能承受的范围。

当输入过压消失时，M1会重新打开。过程逆向而行。