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    針對反向連接、浪涌鉗位以及反向電流保護進行防御

    發(fā)布時間:2020-10-05 來源:Jim Bird 責任編輯:wenwei

    【導讀】如今的普通工作人員常常身兼裝配工和安裝工兩種工作,這就意味著您的設計(無論好壞)需要簡單易用,并需要良好的保護。平心而論,所有技術就擺在那里,而我們大多數(shù)人卻對技術細節(jié)一點都不熟悉。這就是說,我們要繼續(xù)裝配我們的最新環(huán)繞音響系統(tǒng)、家庭辦公網(wǎng)絡,甚至在我們鐘愛的汽車中裝配最新的信息娛樂系統(tǒng)。在這方面與對功率密度、效率、精確度及小型化等不斷增長的需求之間,電源保護向導非常繁忙。
     
    在過去幾年里,我目睹了電路保護方案需求的增長,其可針對反向連接、浪涌鉗位以及反向電流保護進行防御。這些要求主要針對電壓絕對值范圍介于 12 至 48V 之間的正極 GND 與負極 GND 兩種系統(tǒng)。
     
    那么,這些聽起來讓人害怕的多元素威脅到底是什么呢?!
     
    ●   反向連接代表 DC 電源反接,正極接負極,負極接正極。此外,由適配器供電的系統(tǒng)如果使用的是錯誤適配器,也會出現(xiàn)反向連接問題;
     
    ●   浪涌鉗位指的是超過最大負載額定電壓的大峰值,通常由雜散電感(電線)以及快速變化的負載電流引起。無論你喜歡與否,Ldi/dt 沖擊都會依照物理定律而產(chǎn)生。很多系統(tǒng)在部署前都需要進行特定的浪涌測試;
     
    ●   反向電流保護是指防止出現(xiàn)從負載流向電源的錯誤方向電子。這在冗余電源系統(tǒng)和“生命能量”能量解決方案中需要格外關注。固態(tài)硬盤 (SSD) 需要這樣的能量實現(xiàn)在 30~40ms 的時間內(nèi)干凈利落地關斷。如果這種能量流到了總線而不是支持 SSD 的關斷活動,那么它就會丟失數(shù)據(jù)。
     
    目前已經(jīng)有幾款基于試驗測試保護開關控制器的簡單有效的現(xiàn)成解決方案。
     
    您是否希望您的熱插拔設備具有浪涌、反向電流或反向連接保護功能?
     
    針對反向連接、浪涌鉗位以及反向電流保護進行防御
     
    為了便于查看和檢查,我們已對具體解決方案元件進行了顏色標注。所有的技術細節(jié)都在應用手冊《LM5069 幫助實現(xiàn)浪涌阻斷和反向電壓保護》中,但重點內(nèi)容要在這里概括性地重述一下。
     
    黃色標注 — 反向電流阻斷 — 當 VOUT>VIN 時,F(xiàn)ET (Q2) 會阻止電流流經(jīng)隱藏的 Q1 體二極管。當輸入電壓降到由 R1、R2 和 R3 編程的 UV 電平以下時,電路將自動關斷兩個 FET。
     
    藍色標注 — 鉗位浪涌 — 從 GATE 引腳到 GND 之間的齊納二極管可將 VOUT 限定為 VZENER – VTH_FET。與完全關閉電源的簡單 0V 保護不同,該款智能齊納二極管附件會在電壓浪涌時繼續(xù)向負載供電。如果該限制開始對 FET 產(chǎn)生去應激作用,不用擔心。內(nèi)建 FET 安全工作區(qū) (SOA) 保護可防止 FET 毀壞。汽車負載突降浪涌參數(shù)通常為 80 至 100V,持續(xù)時間為 100ms。
     
    綠色標注 — 反接會出問題! — 當您把跨接線纜接反時,您最不希望看到的就是車里的重要模塊因反向連接而損壞,并因修車而延長出行時間。這些簡單的修改會保護所有下游電路免受反向電壓的損壞。二極管 D1 能防止 LM5069 在應用反向電壓時出現(xiàn)反向偏置。未加電時,LM5069 會將 GATE 拉向 GND,以將其關斷,但在反向連接狀態(tài)下,GND 和 Gate 實際上都是浮動的。為了確保在這種情況下將 GATE 拉為低,應在 GATE 和 VIN(現(xiàn)在,這是電路中的最低電勢節(jié)點)之間連接 D2 和 R11。
     
    對于需要汽車 Q100 部件的應用,LM5060-Q1 產(chǎn)品說明書中提供了類似的解決方案。
     
     
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