圖1: 傳統(tǒng)的過壓保護電路包括熔絲、SCR和齊納二極管。雖然成本低，但是這一電路響應時間不足以實現(xiàn)對最新數(shù)字電路的可靠保護，特別是上游供電電源是中間電壓總線的情況。而且，即使從過壓故障中進行最簡單的恢復也很麻煩并非常耗時。

結(jié)合了電源和保護電路的最新創(chuàng)新

更好的解決方案是準確地探測到即將出現(xiàn)的過壓情況，迅速響應，斷開輸入供電，通過低阻抗通路釋放掉負載上的過量電壓�，F(xiàn)在，采用 LTM4641 降壓 µModule® 穩(wěn)壓器強大的保護功能可以實現(xiàn)這一解決方案。器件的核心是額定 38V 的 10A 降壓穩(wěn)壓器，含有電感、控制 IC、電源開關(guān)和補償電路，這些都在一個表面安裝封裝中。但是，為 ASIC、FPGA 和微處理器等昂貴的負載增加保護需要功能更強的監(jiān)視和保護電路。LTM4641 一直監(jiān)視輸入欠壓、輸入過壓、溫度過高、以及輸出過壓和過流狀態(tài)，并正確的做出響應以保護負載。為避免錯誤或者過早的執(zhí)行保護功能，除了過流保護，每個受監(jiān)視參數(shù)都內(nèi)置了抗干擾和用戶可調(diào)觸發(fā)門限，通過電流模式控制，在每一個周期中可靠的實現(xiàn)過流保護。出現(xiàn)輸出過壓狀態(tài)時，LTM4641 在 500ns 的故障探測時間內(nèi)做出響應 (圖 2)。

觀看 LTM4641 的實時保護：http://video.linear.com./143

圖2: LTM4641 在 500ns 內(nèi)響應過壓狀態(tài)，保護負載不受電壓應力的影響。(VIN = 38V，VOUT = 1.0V，可調(diào)過壓觸發(fā)門限設(shè)置在 +11%)

LTM4641 內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)不但使其能夠迅速可靠的響應，而且，在故障狀態(tài)減弱后，甚至能夠自動復位，恢復工作。采用了差分感測放大器對負載的電源終端電壓進行穩(wěn)壓，減小了共模噪聲，以及 LTM4641 和負載之間 PCB 走線壓降導致的誤差。在電路、負載和溫度變化時，負載的 DC 電壓穩(wěn)壓精度優(yōu)于 ±1.5%。這一精確的輸出電壓測量結(jié)果被送入高速輸出過壓比較器，觸發(fā) LTM4641 的保護功能。

探測到過壓狀態(tài)后，µModule 穩(wěn)壓器同時迅速采取多種措施。外部 MOSFET (圖3中的 MSP) 斷開輸入供電，從穩(wěn)壓器和昂貴的負載上去除高電壓通路。另一個外部 MOSFET (圖3中的 MCB) 負責執(zhí)行一種低阻抗放電功能，可對負載的旁路電容器實施快速放電 (圖 3 中的 C)。LTM4641 中的 DC/DC 降壓穩(wěn)壓器進入閉鎖關(guān)斷狀態(tài)，在 HYST 引腳上發(fā)出故障信號，系統(tǒng)可以使用該信號來啟動很好管理的關(guān)斷過程和 / 或進行系統(tǒng)復位。采用了獨立于控制環(huán)參考電壓的專用電壓參考來探測故障狀態(tài)。如果控制環(huán)的參考出現(xiàn)故障，這就實現(xiàn)了抗單點失效的功能。

圖3: LTM4641 輸出過壓保護圖。兩個探針圖標對應于圖2 中的波形

系統(tǒng)怎樣從故障中恢復進一步顯示了 LTM4641 保護功能相對于傳統(tǒng)熔絲 / SCR 保護方法的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)過壓保護方法中，熔絲方法取決于電源與昂貴的負載相分離。因此，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，必須采取實際措施來去掉并替換熔絲，以便系統(tǒng)恢復正常的工作。作為對比，通過觸發(fā)邏輯電平控制引腳，或者配置 LTM4641 為用戶設(shè)定的超時時間過期后自治重啟，清除故障狀態(tài)，LTM4641 能夠迅速恢復正常工作。不需要實際替換元器件，對于要求長時間運行和 / 或在遠端工作的系統(tǒng)，這一點非常關(guān)鍵。如果 LTM4641 恢復工作后，又出現(xiàn)了故障，那么，立即會采取后續(xù)保護措施來保護負載。

輸入浪涌保護

在某些情況下，僅有輸出過壓保護功能是不夠的，還需要輸入過壓保護功能。 LTM4641 的保護電路能夠監(jiān)視輸入電壓，一旦超過了用戶配置的電壓門限，激活其保護功能。如果預計的最大輸入電壓超過了模塊的額定 38V，通過增加一個外部高電壓 LDO，輸入浪涌保護可以增大到 80V， LTM4641 仍然能夠正常工作，保持控制和保護電路存在運作 (圖4)。

觀看 LTM4641 的80V 浪涌性能：http://video.linear.com/148