《電子技術應用》
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如何選擇合適的電路保護

2021-10-28
作者:ADI公司 Diarmúid Carey,應用工程師
來源:ADI公司

問題:

有什么有源電路保護方案可以取代TVS二極管和保險絲?

答案:

可以試試浪涌抑制器。

摘要

所有行業(yè)的制造商都在不斷推動提升高端性能,同時試圖在此類創(chuàng)新與成熟可靠的解決方案之間達成平衡。設計人員面臨著平衡設計復雜性、可靠性和成本這一困難任務。以一個電子保護子系統(tǒng)為例,受其特性限制,無法進行創(chuàng)新。這些系統(tǒng)保護敏感且成本高昂的下游電子器件(FPGA、ASIC和微處理器),這些器件都要求保證零故障。

許多傳統(tǒng)的可靠保護解決方案(例如二極管、保險絲和TVS器件)能夠保持待保護狀態(tài),但它們通常低效、體積龐大且需要維護。為了解決這些不足,有源智能保護IC應運而生,它們能夠達到傳統(tǒng)方法的保護要求,而且從有些方面來看,它們更加可靠。但是器件種類繁多,所以,設計人員面臨的最困難的問題就是選擇合適的解決方案。

為了幫助設計人員縮小選擇范圍,本文對傳統(tǒng)保護方法和ADI保護產(chǎn)品系列進行比較,以展示這些產(chǎn)品和建議應用的特性。

簡介

隨著所有行業(yè)中電子器件的使用數(shù)量不斷增加,且成本高昂的FPGA和處理器的處理功能不斷擴展,人們越來越要求對這些在嚴苛環(huán)境中運行的器件提供保護。此外,還需要它們體積小巧、可靠性高,能夠快速響應過壓和過流浪涌事件。本文探討了許多應用面臨的挑戰(zhàn),以及為何需要保護,比較了傳統(tǒng)的保護方法和更新的可替代解決方案,后者具有更高的精度、可靠性和設計靈活性。

為何考慮使用電壓和電流保護器件?

汽車、工業(yè)、通信和航空電子系統(tǒng)需經(jīng)受一系列電源浪涌,例如圖1所示的這些。在這些市場中,許多行業(yè)規(guī)范都對瞬態(tài)事件進行了定義。例如,ISO 7637-2和ISO 16750-2規(guī)范定義了汽車瞬態(tài),詳細概述了預期瞬變,以及確保持續(xù)驗證這些瞬變的測試步驟。

浪涌事件的類型和所含能量會因電子器件的使用區(qū)域而異;電路可能遭受過壓、過流、反向電壓和反向電流等情況。最后,如果要直接經(jīng)受圖1所示的這些瞬變條件,許多電路都無法維持,更不用說獨立運行,所以設計人員必須考慮所有輸入情況,并采取可以保護電路不受電壓和電流浪涌影響的機制。

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Diarmúid Carey是歐洲中央應用中心的應用工程師,工作地點在愛爾蘭利默里克。他自2008年以來一直擔任應用工程師,并于2017年加入ADI公司,為歐洲的眾多市場客戶提供Power by Linear產(chǎn)品組合的設計支持。他擁有利默里克大學計算機工程學士學位。

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