管理电子系统浪涌解析

避免电子产品出现威廉希尔官方网站 系统故障及管理上电浪涌电流的方法已经取得了长足发展，从简单的保险丝或P通道FET发展成了更为高级的解决方案。这些高集成解决方案不但可以管理浪涌流入系统，同时也能确保传输元件（通常为FET）在安全工作区（SOA）内。这可显著改进系统诊断的控制与故障遥测。本文将讨论系统保护的增强型解决方案以及主要相关问题。
　　简单的系统保护
　　电气威廉希尔官方网站 最简单的保护形式就是适当额定值的保险丝。深入研究您当前应用的适当解决方案，会发现有各种保险丝可供选择，包括但不限于快熔丝、慢熔丝、多晶硅熔丝与智能熔丝等。之所以存在不同类型的保险丝，是因为每种保险丝都有自己的优缺点。
　　快熔丝顾名思义：能快速熔断，也就是说很可能出现错误跳变，导致产品回收。因此，选择这种保险丝时应注意额定值降低要高于50%，即5A轨的保险丝额定值应高于10A，以避免应用错误故障。
　　慢熔丝开始熔断时间较长，但仍会出现错误跳变，因此额定值调低通常至少在50%。
　　多晶硅熔丝的优势在于：如果故障消除就能自动恢复，但也会产生一点成本。每次跳变的后续跳变点阈值会降低，即更容易跳变。因此，错误跳变的几率会随时间的推移而增大。
　　智能熔丝或三端熔丝是可按需熔断或在过流时熔断的器件。这种保险丝成本通常比上述保险丝高，需要电源电压保持在一定的高度，才能熔断保险丝。否则在故障情况下，所有元件都会很热，而且可能无法安全关断。
　　上述所有4种解决方案都存在可能导致错误跳变的两大问题。首先，它们都无法限制上电时或限电后进入系统的浪涌电流；其次，由于需要额定值调低，它们可能会在系统故障情况下允许大量电流通过，导致故障威廉希尔官方网站 系统过热，造成更严重故障。例如，5A额定值的12V系统可能会试图使用10A或更高电流额定值的保险丝。如果良好功率电源发生短路，故障威廉希尔官方网站 可能就会出现高达120W的功率。
　　浪涌管理
　　大多数错误跳变都是浪涌电流造成的。最大限度减少浪涌电流的低成本方法可能是采用P通道FET和两个电阻器及电容器实施（图1）。
　　当然，这种威廉希尔官方网站 在输入电压出现那一刻就已经开始接触了，因此通常要在检测到功率良好信号之前保持威廉希尔官方网站 断开。图2显示了采用视窗比较器的可行实施方案，其可确保12VAC适配器电压处于10.8V至13.2V之间。只要TPS3700等宽泛电源电压视窗比较器发现适配器在有效电压视窗中，就可启用通过Q1的电源路径。
　　
　　图1.简单的浪涌管理解决方案
　　
　　图2.采用TPS3700作为AC适配器检测器
　　上述方法可能对某些设计方案可行，但也存在一些内在问题：
　　1. 根据负载电容的大小，两种方法可能都会影响FET的安全工作区（SOA）；
　　2. 一旦启用，就无法限制进入负载的电流；
　　3. 如果负载短路，FET可能会在启动时发生故障，这可能在保险丝之前出现，最好使用额定功率消耗远远高于应用所需的FET来降低风险，而这又会导致解决方案成本上升。
　　在系统启动或系统级故障发生时，必须有更好的系统保护方法。