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如何选择合适的电路保护

2021-10-28
作者:ADI公司 Diarmúid Carey,应用工程师
来源:ADI公司

问题:

有什么有源电路保护方案可以取代TVS二极管和保险丝?

答案:

可以试试浪涌抑制器。

摘要

所有行业的制造商都在不断推动提升高端性能,同时试图在此类创新与成熟可靠的解决方案之间达成平衡。设计人员面临着平衡设计复杂性、可靠性和成本这一困难任务。以一个电子保护子系统为例,受其特性限制,无法进行创新。这些系统保护敏感且成本高昂的下游电子器件(FPGA、ASIC和微处理器),这些器件都要求保证零故障。

许多传统的可靠保护解决方案(例如二极管、保险丝和TVS器件)能够保持待保护状态,但它们通常低效、体积庞大且需要维护。为了解决这些不足,有源智能保护IC应运而生,它们能够达到传统方法的保护要求,而且从有些方面来看,它们更加可靠。但是器件种类繁多,所以,设计人员面临的最困难的问题就是选择合适的解决方案。

为了帮助设计人员缩小选择范围,本文对传统保护方法和ADI保护产品系列进行比较,以展示这些产品和建议应用的特性。

简介

随着所有行业中电子器件的使用数量不断增加,且成本高昂的FPGA和处理器的处理功能不断扩展,人们越来越要求对这些在严苛环境中运行的器件提供保护。此外,还需要它们体积小巧、可靠性高,能够快速响应过压和过流浪涌事件。本文探讨了许多应用面临的挑战,以及为何需要保护,比较了传统的保护方法和更新的可替代解决方案,后者具有更高的精度、可靠性和设计灵活性。

为何考虑使用电压和电流保护器件?

汽车、工业、通信和航空电子系统需经受一系列电源浪涌,例如图1所示的这些。在这些市场中,许多行业规范都对瞬态事件进行了定义。例如,ISO 7637-2和ISO 16750-2规范定义了汽车瞬态,详细概述了预期瞬变,以及确保持续验证这些瞬变的测试步骤。

浪涌事件的类型和所含能量会因电子器件的使用区域而异;电路可能遭受过压、过流、反向电压和反向电流等情况。最后,如果要直接经受图1所示的这些瞬变条件,许多电路都无法维持,更不用说独立运行,所以设计人员必须考虑所有输入情况,并采取可以保护电路不受电压和电流浪涌影响的机制。

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Diarmúid Carey是欧洲中央应用中心的应用工程师,工作地点在爱尔兰利默里克。他自2008年以来一直担任应用工程师,并于2017年加入ADI公司,为欧洲的众多市场客户提供Power by Linear产品组合的设计支持。他拥有利默里克大学计算机工程学士学位。

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