圖 3：LTC4370 雙冗余電源分擔(dān)負(fù)載

瞬態(tài)保護(hù)

軍用和航空電子產(chǎn)品必須符合瞬態(tài)保護(hù)規(guī)格要求，例如 MIL-STD-1275 (車輛) 和 MIL-STD-704 / DO-160 (飛機(jī))。不過(guò)，任何高可靠性系統(tǒng)都需要抵御電壓浪涌、尖峰和紋波，而且已有專門提供這種功能的產(chǎn)品。盡管半導(dǎo)體工藝技術(shù)進(jìn)步現(xiàn)在允許穩(wěn)壓器 IC 以 100V 甚至更高的輸入電壓工作，但是專門的瞬態(tài)保護(hù) IC 提供更多功能和更強(qiáng)的控制能力。在圖 4 中，LTC4364 提供 27V (用戶可編程) 箝位輸出，以保護(hù)下游穩(wěn)壓器免受電壓瞬態(tài)影響，同時(shí)在輸入短路或斷接 / 復(fù)位情況下保持輸出。

圖 4：瞬態(tài)保護(hù)和輸出保持

數(shù)字電源系統(tǒng)管理

新的產(chǎn)品正通過(guò)一種基于 I2C 的兩線式 PMBus 數(shù)字接口協(xié)議來(lái)逐步整合模擬功率調(diào)節(jié)和數(shù)字控制兩者的優(yōu)勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理。遙測(cè)和診斷數(shù)據(jù)可用于監(jiān)視負(fù)載情況、讀取故障記錄和提供至 ±0.25% 準(zhǔn)確度的修整和裕度調(diào)節(jié)，從而最大限度地提高系統(tǒng)效率和可靠性。此類系統(tǒng)為把維護(hù)計(jì)劃從基于時(shí)間轉(zhuǎn)向基于狀況提供了契機(jī)，并可能在系統(tǒng)故障條件確立之前凸顯出性能下降。

隔離型系統(tǒng)

高可靠性飛機(jī)電源系統(tǒng)包括一個(gè)隔離勢(shì)壘，以避免飛機(jī)電源總線遭受下游線路可更換單元 (通常額定在幾百或幾千瓦) 中的故障之損害。另外，日漸增多的傳感器和執(zhí)行器也推動(dòng)了對(duì)于較小局部隔離型電源和數(shù)據(jù)接口的需求，旨在減少源于接地環(huán)路和共模干擾的噪聲誘發(fā)性問(wèn)題。如今，已經(jīng)有了可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并提升可靠性的完整電流隔離型 BGA 模塊解決方案。

無(wú)線功率傳輸領(lǐng)域中的近期開(kāi)發(fā)成果包括一款采用 LTC4120 的 2W 電池充電系統(tǒng)，其由凌力爾特與 PowerbyProxi 公司共同開(kāi)發(fā)并運(yùn)用了后者的動(dòng)態(tài)諧波控制 (DHC) 專利技術(shù)，該技術(shù)可在最大的發(fā)送 (TX) 至接收 (RX) 線圈距離和位置偏差下實(shí)現(xiàn)高效非接觸式充電，而不會(huì)發(fā)生采用無(wú)線電源系統(tǒng)時(shí)常見(jiàn)的任何熱問(wèn)題或過(guò)壓?jiǎn)栴}。

圖 5：數(shù)字電源系統(tǒng)管理

組件選擇

本文探討了很多簡(jiǎn)化高可靠性電源設(shè)計(jì)的最新功能以及保護(hù)器件免受故障或?yàn)E用影響的產(chǎn)品功能。不過(guò)，至關(guān)重要的是，針對(duì)所預(yù)期的環(huán)境條件，不要忽視組件質(zhì)量的重要性以及選擇正確級(jí)別組件的重要性。例如，凌力爾特的軍用塑封級(jí)器件 100% 經(jīng)過(guò)測(cè)試，在 -55°C 至 +125°C 的溫度范圍內(nèi)性能有保證，因此無(wú)需耗時(shí)費(fèi)力地為預(yù)期環(huán)境條件非常嚴(yán)酷的應(yīng)用電路篩選組件或定義組件的特性。

結(jié)論

通過(guò)用戶可編程功能以及更先進(jìn)的內(nèi)置保護(hù)機(jī)制，高可靠性電源設(shè)計(jì)已經(jīng)得到簡(jiǎn)化。數(shù)字電源系統(tǒng)管理為電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)端監(jiān)視及控制提供了手段，進(jìn)一步提高了效率和可靠性。最后，選擇信譽(yù)卓著的供應(yīng)商提供的合適級(jí)別的組件，可大大減少出現(xiàn)質(zhì)量及可靠性問(wèn)題的機(jī)會(huì)率。