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          電子系統(tǒng)保護浪涌抑制

          作者: 時間:2013-11-19 來源:網(wǎng)絡 收藏

            避免電子產(chǎn)品出現(xiàn)電路系統(tǒng)故障及管理上電浪涌電流的方法已經(jīng)取得了長足發(fā)展,從簡單的保險絲或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(tǒng),同時也能確保傳輸元件(通常為FET)在安全工作區(qū)(SOA)內(nèi)。這可顯著改進系統(tǒng)診斷的控制與故障遙測。本文將討論系統(tǒng)保護的增強型解決方案以及主要相關問題。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/227945.htm

            簡單的系統(tǒng)保護

            電氣電路最簡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,會發(fā)現(xiàn)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。之所以存在不同類型的保險絲,是因為每種保險絲都有自己的優(yōu)缺點。

            快熔絲顧名思義:能快速熔斷,也就是說很可能出現(xiàn)錯誤跳變,導致產(chǎn)品回收。因此,選擇這種保險絲時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。

            慢熔絲開始熔斷時間較長,但仍會出現(xiàn)錯誤跳變,因此額定值調(diào)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恢復,但也會產(chǎn)生一點成本。每次跳變的后續(xù)跳變點閾值會降低,即更容易跳變。因此,錯誤跳變的幾率會隨時間的推移而增大。

            智能熔絲或三端熔絲是可按需熔斷或在過流時熔斷的器件。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,所有元件都會很熱,而且可能無法安全關斷。

            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題。首先,它們都無法限制上電時或限電后進入系統(tǒng)的浪涌電流;其次,由于需要額定值調(diào)低,它們可能會在系統(tǒng)故障情況下允許大量電流通過,導致故障電路系統(tǒng)過熱,造成更嚴重故障。例如,5A額定值的12V系統(tǒng)可能會試圖使用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,故障電路可能就會出現(xiàn)高達120W的功率。

            浪涌管理

            大多數(shù)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和兩個電阻器及電容器實施(圖1)。

            當然,這種電路在輸入電壓出現(xiàn)那一刻就已經(jīng)開始接觸了,因此通常要在檢測到功率良好信號之前保持電路斷開。圖2顯示了采用視窗比較器的可行實施方案,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(xiàn)適配器在有效電壓視窗中,就可啟用通過Q1的電源路徑。

          電子系統(tǒng)保護浪涌抑制

          圖1.簡單的浪涌管理解決方案電子系統(tǒng)保護浪涌抑制

          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(nèi)在問題:

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

            2. 一旦啟用,就無法限制進入負載的電流;

            3. 如果負載短路,F(xiàn)ET可能會在啟動時發(fā)生故障,這可能在保險絲之前出現(xiàn),最好使用額定功率消耗遠遠高于應用所需的FET來降低風險,而這又會導致解決方案成本上升。

            在系統(tǒng)啟動或系統(tǒng)級故障發(fā)生時,必須有更好的系統(tǒng)保護方法。



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