Résumé : Afin de protéger les amplificateurs audio et autres circuits électroniques automobiles dans le cas d’un raccordement direct accidentel à la tension de batterie de voiture, ajouter des circuits fournis (un régulateur shunt, diodes et un MOSFET canal n en série avec chaque voie audio).

Une version de cet article paru dans le numéro 7 juillet 2007 de l’EDN magazine.

Une exigence universelle pour l’électronique automobile, c’est que n’importe quel appareil avec des connexions directes vers le faisceau de câbles doit être capable de résister à courts métrages à la tension de la batterie. Si brutale, cette exigence est nécessaire pour la fiabilité et de sécurité. Un exemple de la nécessité de cette protection est l’amplificateur audio qui produit des bruits d’indicateur à l’intérieur automobile. Bien qu’opérant depuis une tension plus faible (3,3 v ou 5 v), elle doit être capable de se tenir au large de la tension de la batterie pleine. Un réseau de protection approprié pour ces amplificateurs (Figure 1) peut être utilisé pour les autres circuits automobiles aussi bien.

La figure 1. Ce circuit de sortie-protection offre une protection continue contre les défauts de surtension.

Un MOSFET canal n double déconnecte les sorties de l’amplificateur au faisceau en réponse à un état de haute tension sur chaque sortie. Les MOSFET (M1A et M1B) sont normalement, avec leurs portes conduits à environ 11V par la diode zener 11V (D4) et ses composants de biais. La diode double D3 fournit une diode-connexion d’OR à la tension sur chaque sortie, produisant ainsi une tension qui contrôle la sortie du régulateur shunt U2 (MAX8515). Le circuit illustré protège U1, un 1.4W amplificateur de classe AB (MAX9716) convient à l’application mentionnée ci-dessus (avertissements sonores et des indications pour le conducteur de l’automobile).

En fonctionnement normal, composants de la sorties de l’amplificateur dc sont à une moitié de l’alimentation VCC (2, 5V dans ce cas, pour quelle VCC = 5V). Les MOSFETs sont entièrement renforcés par l’ouvre-portail 11V, et la sortie de régulation shunt est désactivé car son entrée de feedback (broche 5) est inférieure à la 0.6V interne seuil. Si une sortie est supérieure à 5V, courant circule à travers D3 dans le diviseur R5/R6, tirant la rétroaction terminal au-dessus de son seuil. La sortie du régulateur shunt tire alors la tension de grille MOSFET de 11V presque jusqu’au sol, quel blocs haute tension de l’amplificateur en désactivant les MOSFETs. Les MOSFETs facilement résister à la tension de sortie continue et le circuit reprend son fonctionnement normal lorsque le court est supprimé. Parce que le circuit ne réagit pas instantanément, deux diodes zener sont inclus (D1 et D2) pour fournir une protection au début d’une condition d’erreur.

Les formes d’onde de la Figure 2 représentent un circuit de fonctionnement. Une des sorties amplificateur (trace supérieure, bleu foncé) est une sinusoïde à 1kHz biaisée à 2, 5V DC. La seconde trace (cyan) est le signal vu sur le faisceau de câbles. Il commence également comme une sinusoïde de 1kHz biaisée à 2, 5V DC, mais à 200µs c’est court-circuitée pour une 18V alimentateur. La troisième trace (magenta) est le régulateur shunt de sortie, au départ biaisé à 11V, mais tiré au sol en réponse à la condition de surtension. La quatrième trace (verte) est courante dans le faisceau de câbles. Au départ, une onde sinusoïdale, ce courant tombe à zéro en réponse à la condition de surtension.

La figure 2. Dans la Figure 1, une des deux sorties audio de U1 (trace en haut de la page) est protégée lorsque son terminal externe contact accidentel d’une tension d’alimentation 18V (2ème trace).

Les composants illustrés optimisent ce circuit pour opération de 5V. Pour les autres tensions, vous pouvez ajuster les valeurs de résistance R5/R6. Le régulateur shunt doit pouvoir fonctionner en saturation et nécessite donc une broche d’alimentation séparée en plus de la broche de sortie de shunt. Le circuit résiste à 28V shorts à plusieurs reprises sans dommage.