若何使用开关浪涌克制器替换传统的线性浪涌克制器

在产业电子装备中，过压维护是确保装备牢靠运转的主要环节。本文将探究怎样应用开关浪涌克制器替换传统的线性浪涌克制器，以应答长时光的过压情形。与传统线性浪涌克制器差别，开关浪涌克制器可能在连续浪涌的情形下坚持负载畸形运转，而传统线性浪涌克制器则须要在电源门路中的MOSFET 散热超越其处置才能时堵截电流。本文援用地点：牢靠的产业电子装备平日装备维护电路，以避免电源线路呈现过压，从而维护电子装备免受破坏。过压景象可能在电源线路负载疾速变更时产生，线路中的寄生电感可能招致高电压尖峰。这个成绩可经由过程输入维护电路来处理，比方图1所示的采取ADI LTC4380的维护电路。在该电路中，功率开关M1位于电传播导门路上。当VIN时产生过压时，开关M1将在线性地区内任务，使其表示为欧姆地区的电阻，从而经由过程MOSFET M1上的压降来调理VOUT。这一机制可无效避免输出电压降低至过高程度，从而维护卑鄙电子装备。但是，这种维护方式的无效时光是无限的，连续时光由开关M1的允许保险任务区(SOA)决议。假如功率MOSFET上的压降始终很高且连续时光超越了限度，MOSFET的温度将超越其最低温度阈值，可能招致器件破坏。LTC4380等集成电路内置了准时器，以避免过压情形的产生。准时器中设定了MOSFET在过压前提下在线性地区任务的时长，平日为数毫秒或数微秒。一旦设准时间停止，开关M1将完整断开，从而维护开关自身，但这也象征着体系的电源将被堵截。图1. 采取线性浪涌维护器IC停止（简化电路）为了确保产业电子装备在任何情形下都能牢靠运转并取得不连续电源，抉择可能长时光耐受过压的处理计划至关主要。这包含斟酌毛病情况，比方电源线路衔接过错可能会招致过压。经由过程抉择可能应答这些情形的处理计划，电路能够牢靠运转并防止电源电压中止。此类处理计划可经由过程图2所示的开关浪涌维护器来实现。图2. 无过压时光限度的开关电路（简化电路）在图2所示的电路中，除了浪涌维护器IC，还应用了电感跟外部肖特基二极管。降压开关稳压器作为维护电路运转。但是，仅当输入电压超越设置的最年夜值时，该开关稳压器才会开端任务。此时光段内的任务平日不须要特殊重视能效。简略的肖特基二极管可用作反激二极管。图3. 输入电压跟输出电压对过压的呼应（上图），以及高频范畴内开枢纽点处的开关电压（下图）。在图3中，蓝色表现输入电压呼应。畸形输入电压为16 V。大概 2 ms时，过压到达40 V。白色表现输出电压随时光的变更。在VIN过压连续时期，开关DC-DC稳压器激活，将输出电压调理到16 V。绿色表现地区为开枢纽点电压（在MOSFET、肖特基二极管跟电感之间的节点处）。因而，如图1所示，过压维护电路能够采取线性计划，或许采取特别的开关（降压）DC-DC稳压器，比方图2中的LTC7860。简略的降压开关稳压器不合适此利用，由于在这种情形下，N沟道MOSFET无奈连续导通。过压维护电路包含线性浪涌维护器跟开关浪涌维护器IC。有了开关浪涌维护器，即便遭受长时光过压，电路也能连续任务。这象征着即便过压连续很长时光，被供电电路仍连续遭到维护并畸形任务。论断越来越多的产业跟仪表利用请求应用精细转换器来实现种种工艺的准确把持与丈量。别的，这些终极利用还请求更高的机动性、牢靠性跟功效集，同时下降本钱跟电路板面积。元件制作商正在处理这些困难，并推出了一系列产物来满意体系计划职员对以后与将来计划的请求。如本文所述，有多种道路可抉择适合的元件用于精细利用，每一种都各有优毛病。跟着体系精度的进步，人们须要愈加重视适合元件的抉择，以满意利用请求。