高壓浪涌抑制器取代笨重的無源組件

　　4 浪涌

　　尖峰是持續(xù)時間不到 1ms 的瞬態(tài);浪涌則是持續(xù)時間較長的瞬態(tài)。圖 3 顯示了僅發(fā)動機模式的限制。MIL-STD-1275D 推薦進行的測試規(guī)定，應該以 1s 的重復時間，給系統(tǒng)輸入加上 5 個持續(xù)時間 50ms 的 100V 脈沖。有趣的是，圖 3 所示浪涌情況的包絡要求比較難以滿足，因為該浪涌未在全部 500ms 時間內保持 40V。本文所示解決方案滿足了這些情況的要求。就浪涌而言，對正常運行模式的要求是較為容易;正常運行模式的浪涌包絡類似，除了電壓最大值是 40V 而不是 100V。

　　5 紋波

　　紋波這個術語指的是，輸入電壓相對于穩(wěn)定狀態(tài) DC 電壓的變化。紋波頻率可能由 50Hz 至 200kHz 的頻率組成。在僅發(fā)動機模式，紋波相對于 DC 穩(wěn)定狀態(tài)電壓可能偏離多達 ±7V。在正常運行模式，紋波略低，相對于穩(wěn)定狀態(tài) DC 電壓偏離 ±2V。MIL-STD-1275D 規(guī)范規(guī)定了明確的測試條件，并推薦了一組測試頻率。

　　6 啟動模式

　　除了正常運行模式和僅發(fā)動機模式，MIL-STD-1275D 規(guī)范還定義了啟動模式，描述了引擎啟動器和發(fā)動導致的電壓變化。圖 4 來自 MIL-STD-1275D 規(guī)范。曲線從穩(wěn)定狀態(tài) DC 電壓開始，然后在“初次嚙合浪涌 (Initial Engagement Surge - IES)”期間降到低至 6V。在 1 秒時間內，該曲線上升至“發(fā)動級”，這時最低電壓為 16V。該曲線在 30 秒時間內再次返回到穩(wěn)定狀態(tài) DC 電壓。

　　7 其他要求

　　MIL-STD-1275D 明確規(guī)定，系統(tǒng)必須承受極性反轉而不被損壞。在迅速啟動期間，如果啟動器電纜反接了，就會出現(xiàn)這種情況。MIL-STD-1275D 接下來引用了另一個有關電磁兼容性要求的標準 MIL-STD-461，而該標準超出了本文討論范圍。

　　8 符合 MIL-STD-1275D 要求的浪涌抑制器解決方案

　　凌力爾特公司的浪涌抑制器產品可構成富有吸引力的 MIL-STD-1275D 兼容解決方案。其他設計一般在輸入采用并聯(lián)箝位，這在持續(xù)過壓情況下，可能導致?lián)p壞或保險絲熔化。

　　當面對輸入電壓尖峰和浪涌時，LTC4366 和 LT4363 等高壓浪涌抑制器用串聯(lián) MOSFET 限制輸出電壓，而不是用笨重的無源組件將很多能量分流到地。在正常運行時，MOSFET 得到全面改進以最大限度降低 MOSFET 的功耗。當浪涌或尖峰期間輸入電壓上升時，浪涌抑制器調節(jié)輸出電壓，以向負載提供安全、不間斷的供電。電流限制和定時器功能保護外部 MOSFET 免受更嚴重情況的影響。

　　9 浪涌

　　在 MIL-STD-1275D 中，MOSFET 功耗最嚴重的情況發(fā)生在 100V 輸入浪涌時。圖 5 所示電路將輸出電壓調節(jié)至 44V。結果，該電路必須從 100V 輸入下降 56V，降至 44V 輸出。在這一符合 MIL-STD-1275D 要求的解決方案中，為了提高輸出端可用功率，采用了兩個串聯(lián) MOSFET。用 LTC4366 將第一個 MOSFET 的源極調節(jié)至 66V，同時用 LT4363 將第二個 MOSFET 的源極調節(jié)至 44V。這就降低了在兩個 MOSFET 任意一個中必須消耗的功率。