EOS 事shi件jian會hui引yin起qi局ju部bu發fa熱re效xiao應ying並bing造zao成cheng芯xin片pian級ji敷fu金jin屬shu或huo結jie點dian受shou損sun
，但dan一yi開kai始shi或huo許xu並bing不bu存cun在zai明ming顯xian的de缺que陷xian。隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi以yi及ji溫wen度du和he電dian壓ya偏pian置zhi的de加jia速su作zuo用yong，此ci類lei損sun壞huai將jiang改gai變bian性xing能neng特te征zheng，並bing有you可ke能neng造zao成cheng電dian遷qian移yi、熱點和熱失控，從而導致全麵的 IC 故障。

 

長久以來人們就認識到了這類風險，因此負責保證設備安全性、可靠性和性能的機構及標準化組織已經製定了多種規範
，以針對各種潛在的壓力過大問題保護電子電路。

 

這類風險之一與上遊電源幹擾有關，本文中我們集中探討美國國防部接口標準 MIL-STD-1275
，該標準與 28V DC 軍用車輛電源有關，還有其他一些類似的國家級規範，例如英國的 DEFSTAN 61-5 Part 6。飛機有自己的標準，例如，DO-160 麵向民用飛機，MIL-STD-704 麵向軍用飛機。雖然特定的脈衝特性發生了變化，但它們在概念上都是非常相似的
，因此適用於同樣的原理。

 

盡管芯片內置的 ESD 保護功能可以在某種程度上針對電源幹擾引起的 EOS 事件提供保護，但是這類事件也許根本就不是異常情況，而是係統典型工作範圍的一部分，這也許表示
，會有反反複複超出 IC 最大絕對額定值的事件發生。

 

 

電dian壓ya尖jian峰feng的de特te點dian是shi持chi續xu數shu十shi微wei妙miao及ji高gao達da幾ji百bai伏fu的de電dian壓ya
，由you雷lei擊ji或huo負fu載zai階jie躍yue的de感gan應ying耦ou合he產chan生sheng。目mu前qian應ying用yong的de解jie決jue方fang案an是shi有you效xiao的de
，這zhe種zhong解jie決jue方fang案an通tong常chang采cai用yong瞬shun態tai電dian壓ya抑yi製zhi器qi，輔fu以yi所suo需xu的de EMI 濾波電路和電源電纜電感。

 

電壓浪湧一般高達 100V
，持chi續xu數shu十shi或huo數shu百bai毫hao秒miao
，由you拋pao載zai引yin起qi。負fu載zai電dian路lu或huo電dian池chi斷duan接jie會hui導dao致zhi交jiao流liu發fa電dian機ji兩liang端duan的de電dian壓ya在zai短duan時shi間jian內nei快kuai速su上shang升sheng，並bing因yin此ci導dao致zhi使shi用yong同tong一yi電dian源yuan的de其qi他ta負fu載zai遇yu到dao同tong一yi電dian壓ya浪lang湧yong。正zheng如ru我wo們men稍shao後hou會hui看kan到dao的de那na樣yang，這zhe可ke能neng是shi一yi個ge富fu挑tiao戰zhan性xing及ji難nan以yi解jie決jue的de問wen題ti。

 

diejiazaishurudianyuanzhiwentaidianyaguishangdedianyawenbohuizaochengjinyibudeshejitiaozhan。shiduzhenfudewenbokeyoushurudianrongqilvbozhibaohudianlu，danshizaijiaodawenbohejiaodadianliuqingkuangxia
，tongguobaohudianlujiangwenbochuansongdaoxiayouwenyajidezuofahuigengshiyongqiexiaolvgenggao。

 

 

圖 1：無源過壓保護電路

 

傳統的無源過壓保護電路 (圖 1) 需(xu)要(yao)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)和(he)笨(ben)重(zhong)的(de)組(zu)件(jian)，這(zhe)樣(yang)的(de)組(zu)件(jian)引(yin)入(ru)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)，可(ke)能(neng)因(yin)功(gong)率(lv)需(xu)求(qiu)增(zeng)加(jia)而(er)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)。將(jiang)很(hen)大(da)的(de)能(neng)量(liang)分(fen)流(liu)到(dao)地(di)這(zhe)種(zhong)做(zuo)法(fa)不(bu)能(neng)確(que)保(bao)向(xiang)下(xia)遊(you)供(gong)電(dian)，且(qie)可(ke)能(neng)由(you)於(yu)重(zhong)複(fu)操(cao)作(zuo)而(er)導(dao)致(zhi)無(wu)源(yuan)組(zu)件(jian)損(sun)壞(huai)。

 

一種較好的解決方案是采用線性浪湧抑製器 IC，這可提供更佳性能
、過流保護和更多功能，同時減少了所需電路板麵積。一個例子是 LT4363 高壓浪湧抑製器 (圖 2)。我們之所以稱這款 IC 是一種線性浪湧抑製器，是因為其操作與線性穩壓器類似。

 

圖 2：具電流限製的 LT4363 浪湧抑製器

 

在正常操作情況下，一個外部 N 溝道 MOSFET 被驅動至全通，並充當一個具非常小電壓降的傳輸器件。如果輸出電壓上升至高於由 FB 引腳上的電阻分壓器設定的穩壓值，MOSFET 就調節 OUT 引腳上的電壓，從而使負載電路能夠在瞬態事件發生期間繼續運行。

 

SNS 和 OUT 引腳之間的可選電阻器用來控製過流事件
，電流限製環路控製 MOSFET 上的柵極電壓
，以將電阻器兩端的檢測電壓限製到 50mV。

 

無論過壓還是過流事件都會啟動一個電流源給連至 TMR 引腳的電容器充電。充電電流與輸入至輸出電壓差有關
，以使定時器周期隨著日益嚴重的故障而縮短，從而確保 MOSFET 保持在其安全工作區之內。

 

 

線性浪湧抑製器為需要高達約 4A 電流的係統提供了一種非常出色的解決方案，當超出這個電流範圍時，該電路有效穿越長時間浪湧的能力會受到 MOSFET 安(an)全(quan)工(gong)作(zuo)區(qu)的(de)限(xian)製(zhi)。對(dui)於(yu)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)流(liu)，通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)專(zhuan)用(yong)的(de)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)技(ji)術(shu)如(ru)今(jin)可(ke)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，在(zai)該(gai)技(ji)術(shu)中(zhong)

，限(xian)製(zhi)主(zhu)要(yao)變(bian)成(cheng)了(le)係(xi)統(tong)熱(re)質(zhi)量(liang)和(he)相(xiang)關(guan)的(de)最(zui)大(da)結(jie)溫(wen)考(kao)慮(lv)因(yin)素(su)之(zhi)一(yi)。

 

圖 3：LTC7860 高效率開關浪湧抑製器

 

LTC7860 專為用作高效率開關浪湧抑製器和 / 或輸入浪湧電流限製器而設計（圖3）。在正常操作期間
，LTC7860 處於壓差或 SWITCH-ON 模式，並持續驅動外部 MOSFET，從而將輸入電壓傳遞至輸出。

 

LTC7860 在啟動或響應輸入過壓或輸出短路事件時切換進入 PROTECTIVE PWM (保護性PWM) 模mo式shi，輸shu出chu電dian壓ya調tiao節jie至zhi安an全quan值zhi，從cong而er使shi負fu載zai能neng夠gou在zai發fa生sheng輸shu入ru過guo壓ya事shi件jian時shi繼ji續xu正zheng常chang工gong作zuo。外wai部bu比bi較jiao器qi限xian製zhi電dian流liu檢jian測ce電dian阻zu器qi兩liang端duan的de電dian壓ya，調tiao節jie最zui大da輸shu出chu電dian流liu，以yi針zhen對dui過guo流liu故gu障zhang提ti供gong保bao護hu。

 

可調定時器限製 LTC7860 可用於過壓或過流調節的時間。當定時器到期時
，外部 MOSFET 斷開，直到 LTC7860 經過冷卻期後重啟為止。通過在功率損耗很高時嚴格限製處於 PROTECTIVE PWM 模式的時間，可以針對正常工作情況優化組件和熱量設計，使組件和設計方案能夠在發生高壓輸入浪湧和 / 或過流故障時安全地工作。還可以增加一個 PMOS 以提供電池反向保護。

 

通過給 LTC7860 的電源偏置增加一個簡單的並聯穩壓器，就可以將VIN 至 SGND 最大範圍從60V擴大到超過 200V。

 

 

就上述 LT4363 這類線性浪湧抑製器和 LTC7860 開關浪湧抑製器而言
，一旦開始調節，功率損耗就會顯著上升。在線性浪湧抑製器中
，功率損耗是起調節作用的 MOSFET 之功耗。而在高效率浪湧抑製器或開關浪湧抑製器中
，內部功率損耗由轉換效率決定。

 

 

由(you)於(yu)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)降(jiang)低(di)，因(yin)此(ci)與(yu)同(tong)級(ji)別(bie)的(de)線(xian)性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)相(xiang)比(bi)
，開(kai)關(guan)浪(lang)湧(yong)抑(yi)製(zhi)器(qi)將(jiang)允(yun)許(xu)更(geng)高(gao)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)和(he)功(gong)率(lv)級(ji)別(bie)。在(zai)開(kai)關(guan)浪(lang)湧(yong)抑(yi)製(zhi)器(qi)中(zhong)，內(nei)部(bu)浪(lang)湧(yong)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)會(hui)比(bi)正(zheng)常(chang)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)增(zeng)加(jia) 10 倍之多。如果停留在 PWM 模式調節的時間受限，則運行功率會超越穩態操作中所能實現的水平。

 

浪湧抑製器保護的結果是
，下遊組件可具有較低的額定電壓，但在高 VIN 降壓型穩壓器可用時，那為什麼不使用其中一款而免除保護電路呢? 雖sui然ran這zhe或huo許xu很hen吸xi引yin人ren，但dan是shi此ci類lei降jiang壓ya型xing穩wen壓ya器qi電dian路lu將jiang需xu要yao針zhen對dui最zui壞huai情qing況kuang而er確que定ding的de組zu件jian
，並bing將jiang必bi需xu采cai取qu顯xian著zhe增zeng多duo的de散san熱re措cuo施shi。另ling外wai
，這zhe也ye許xu還hai會hui把ba上shang遊you電dian源yuan置zhi於yu容rong易yi遭zao受shou輸shu出chu短duan路lu故gu障zhang損sun壞huai的de境jing地di。

 

在軍用車輛應用中

，LTC7860 保護采用 28V 車輛電源總線工作的設備，並用評估電路板進行了測試。

 

MIL-STD-1275 版本 E 定義了各種電源變化情況
，從穩態工作到啟動幹擾
、尖峰、浪湧和紋波
，並針對每一種情況規定了要求
，表 1 概述了這些情況。

 

表 1：MIL-STD-1275E 要求和 LTC7860 性能

 

淩力爾特之前開發的演示電路 DC2150A-C 也提供線性浪湧抑製器解決方案，該解決方案滿足之前的 MIL-STD-1275 修訂版 D 規範的要求。

 

 

專用浪湧抑製器 IC 為無源保護電路提供了卓越的性能
，有助於滿足未來係統減小尺寸

、重量和功率的要求。

 

線性模式浪湧抑製器提供了具備低插入損耗的出色解決方案
，適合輸出電流高達 4A 左右的係統。開關浪湧抑製器將輸出電流能力擴展到 4A 以上，同時解決方案尺寸很小，效率很高。

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