管理電子系統浪涌，加強系統保護

避免電子產(chǎn)品出現電路系統故障及管理上電浪涌電流的方法已經(jīng)取得了長(cháng)足發(fā)展，從簡(jiǎn)單的保險絲或P通道FET發(fā)展成了更為高級的解決方案。這些高集成解決方案不但可以管理浪涌流入系統，同時(shí)也能確保傳輸元件（通常為FET）在安全工作區（SOA）內。這可顯著(zhù)改進(jìn)系統診斷的控制與故障遙測。本文將討論系統保護的增強型解決方案以及主要相關(guān)問(wèn)題。

　　簡(jiǎn)單的系統保護

　　電氣電路最簡(jiǎn)單的保護形式就是適當額定值的保險絲。深入研究您當前應用的適當解決方案，會(huì )發(fā)現有各種保險絲可供選擇，包括但不限于快熔絲、慢熔絲、多晶硅熔絲與智能熔絲等。之所以存在不同類(lèi)型的保險絲，是因為每種保險絲都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　快熔絲顧名思義：能快速熔斷，也就是說(shuō)很可能出現錯誤跳變，導致產(chǎn)品回收。因此，選擇這種保險絲時(shí)應注意額定值降低要高于50%，即5A軌的保險絲額定值應高于10A，以避免應用錯誤故障。

　　慢熔絲開(kāi)始熔斷時(shí)間較長(cháng)，但仍會(huì )出現錯誤跳變，因此額定值調低通常至少在50%。

　　多晶硅熔絲的優(yōu)勢在于：如果故障消除就能自動(dòng)恢復，但也會(huì )產(chǎn)生一點(diǎn)成本。每次跳變的后續跳變點(diǎn)閾值會(huì )降低，即更容易跳變。因此，錯誤跳變的幾率會(huì )隨時(shí)間的推移而增大。

　　智能熔絲或三端熔絲是可按需熔斷或在過(guò)流時(shí)熔斷的器件。這種保險絲成本通常比上述保險絲高，需要電源電壓保持在一定的高度，才能熔斷保險絲。否則在故障情況下，所有元件都會(huì )很熱，而且可能無(wú)法安全關(guān)斷。

　　上述所有4種解決方案都存在可能導致錯誤跳變的兩大問(wèn)題。首先，它們都無(wú)法限制上電時(shí)或限電后進(jìn)入系統的浪涌電流；其次，由于需要額定值調低，它們可能會(huì )在系統故障情況下允許大量電流通過(guò)，導致故障電路系統過(guò)熱，造成更嚴重故障。例如，5A額定值的12V系統可能會(huì )試圖使用10A或更高電流額定值的保險絲。如果良好功率電源發(fā)生短路，故障電路可能就會(huì )出現高達120W的功率。

　　浪涌管理

　　大多數錯誤跳變都是浪涌電流造成的。最大限度減少浪涌電流的低成本方法可能是采用P通道FET和兩個(gè)電阻器及電容器實(shí)施（圖1）。

　　當然，這種電路在輸入電壓出現那一刻就已經(jīng)開(kāi)始接觸了，因此通常要在檢測到功率良好信號之前保持電路斷開(kāi)。圖2顯示了采用視窗比較器的可行實(shí)施方案，其可確保12VAC適配器電壓處于10.8V至13.2V之間。只要TPS3700等寬泛電源電壓視窗比較器發(fā)現適配器在有效電壓視窗中，就可啟用通過(guò)Q1的電源路徑。

　　圖1.簡(jiǎn)單的浪涌管理解決方案

　　圖2.采用TPS3700作為AC適配器檢測器

　　上述方法可能對某些設計方案可行，但也存在一些內在問(wèn)題：

　　1. 根據負載電容的大小，兩種方法可能都會(huì )影響FET的安全工作區（SOA）；