航空和國防應用的電源保護策略
在板級設計上,採用大型模組化的螺栓式隔離型穩壓器為最終電壓軌提供多個(gè)輸出的做法正逐步讓位于分佈式的高效率POL交換式穩壓器,例如凌力爾特公司的uModule系列(見(jiàn)圖1)。此類(lèi)穩壓器通常由LRU內部的一個(gè)隔離式中間電源匯流排來(lái)供電,而LRU則依靠飛機或車(chē)輛的電源系統饋送28V或更高的直流電壓。
圖1:凌力爾特LTM4601 uModule產(chǎn)品。
轉向POL電源架構使得有機會(huì )將突波保護從中央電源電路板重新分配到LRU內的各個(gè)電路板上。較小的負載則可以?huà)裼檬褂脤?zhuān)用過(guò)壓保護IC的小型高效解決方案。
LT4356解決方案
LT4356突波抑制器保護負載免受高壓瞬態(tài)和過(guò)流故障影響。圖2顯示了該元件的簡(jiǎn)化結構圖。在正常作業(yè)條件下,一個(gè)外部N通道MOSFET被驅動(dòng)至完全導通,并充當一個(gè)傳輸元件。如果輸入電壓升高,高于FB接腳電阻分壓器設定的穩定點(diǎn),那么該MOSFET就變成一個(gè)線(xiàn)性穩壓器,允許負載電路經(jīng)過(guò)瞬態(tài)事件繼續工作。
圖2:LT4356簡(jiǎn)化結構圖。
產(chǎn)生過(guò)流時(shí),電流限制迴路控制MOSFET上的柵極電壓,以將VCC和SNS接腳之間的檢測電壓限制到50mV。
無(wú)論過(guò)壓還是過(guò)流都將啟動(dòng)一個(gè)電流源,以給TMR接腳充電。充電電流與輸入至輸出電壓之差有關(guān),這樣故障越嚴重,定時(shí)器週期就越短,因而確保MOSFET保持在安全工作區內。當VTMR達到1.25V時(shí),故障接腳拉低,以指示檢測到一個(gè)故障。如果故障狀態(tài)持續,那么當VTMR達到1.35V時(shí),MOSFET斷開(kāi)。用2uA電流拉低TMR接腳,以設定冷卻週期,直到該接腳達到0.5V的重試門(mén)限且MOSFET再次接通為止。
圖3a顯示了一個(gè)具12V輸入的典型應用電路,而在圖3b中,16V箝位電平保護下行DC-DC轉換器免受80V輸入突波影響。
圖3:LT4356應用電路。
LT4356可以在4V至80V(最大絕對值為100V)的輸入電壓範圍內工作,還可以拉至比地電位低60V而不會(huì )損壞。在需要的地方增加一個(gè)小型瞬態(tài)電壓抑制器,可以針對短暫的高壓尖峰提供更高的保護水準。LT4356有叁個(gè)版本(參見(jiàn)表2)。
表2:LT4356可選版本。
LT4356MP(軍用級塑封)級產(chǎn)品在-55℃至+125℃的溫度範圍經(jīng)過(guò)測試并有保證,採用MSOP-10或SO-16封裝。所有MP級產(chǎn)品還經(jīng)過(guò)
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