集成电路为高可靠性电源提供增强的保护和改进的安全功能

时间:2022-03-13作者:佚名

高可靠性系统设计包括使用容错设计方法和选择适合的组件,以满足预期环境条件并符合标准要求。

高可靠性电源系统的要求

在理想的世界里,高可靠性系统应该设计为能够避免单点失效,有办法在保持运行 (但也许是在降低的性能水平上) 的情况下隔离故障。高可靠性系统还应该能够抑制故障,避免故障传播给下游或上游电子组件。

内置冗余是一种解决方案,这可以采用并联电路以主动分担负载或者在故障发生之前以备用模式等待。在每一种内置冗余方式中,实现故障检测和管理都需要额外的电路开销,这提高了总的复杂性和成本。有些系统还建立了不同的并联电路,以增加多样性,避免产生相同故障机制这种风险,某些飞行控制系统就是这么做的。

提高系统复杂性给电源性能造成了更大负担,因此高转换效率和良好的热量管理变得至关重要了,因为结温每上升 10°C,IC 寿命大约减少一半。正如我们将看到的那样,现在新功能丰富的电源 IC 和专用电源管理功能增强了对 IC 本身及其周围系统的保护。

电源稳压器的安全功能

电压稳压器的电流限制越来越准确,形式也越来越复杂,以避免过大的输出电流损坏器件本身或下游组件。内部保护电路也相当常见,包括电池反向保护、电流限制、热量限制和电流反向保护。

LTC7801 DC/DC 开关控制器就是一个改进了工艺技术和安全功能的产品实例。该器件可安全地承受高达 150V 的输入电压,并提供一种保护功能,以在输入电压上升至高于可编程工作范围时,禁止切换。这种功能简化了输入电源瞬态保护电路,减少了组件数并缩减解决方案尺寸。运用针对电压过冲提供保护的过压比较器,也可以很好地保护输出,同时折返电流限制器在过流和短路故障情况下可控制功耗。

图 1:LTC7801 高压降压型 DC/DC 控制器

宽引脚间隔可避免相邻高压和低压引脚之间产生危险的电弧,通过提供这样的封装选择,也增强了物理封装方面的安全性。击穿电压随着气压降低而下降,因此非正常气压的飞机应用可以选择 LTC3895,该器件提供与 LTC7801 相同的功能和性能,但是提供具 0.68mm 双倍引脚间隔的封装选择。另外,还可采用一些具有符合所谓 FMEA (失效模式和影响分析) 标准之引出脚配置的产品,比如容错型 LT3007 线性稳压器,在此类引出脚配置中,如果相邻的引脚短接在一起或某个引脚被浮置,则输出维持在或低于调节电压。

控制多个输入电源

含有一个主电源和一个冗余备份电源同时也许还有一个外部辅助电源的电源系统需要一种仲裁系统,以确定哪个电源有优先权并监视这些电源的状态。此外,还必须保护系统,防止在电源切换时发生交叉传导和反向馈送。诸如 LTC4417 等单芯片 IC 提供一种解决方案,即针对每个输入验证用户定义的电源门限,依此自动选择电源。

另一种方法是由两个同时运行的输入电源分担负载,从而通过减轻每个电源的负担提高可靠性,如果每个电源都经过适当调整,能够支持满负载需求,那么这种方法同时还能在一个电源发生故障时提供保护。过去,可能一直采用简单但效率低的二极管“合路”电路,但这种电路要求每个电源都配备有源控制以平衡负载。图2 显示,现在怎样才能用单个芯片解决方案来实现这种控制。LTC4370 是一款均流控制器,具反向隔离,防止一个电源发生故障导致整个电源系统宕机。

图 2:LTC4370 双冗余电源均分

瞬态和电路保护

相关阅读

城市亮化工程为什么在当今社会不可或缺?

楼体亮化做为 城市亮化工程 的一部分,美化了城市的星空也提高了自身的品牌形象,变成自身宣传策划和反映文化艺术提升知名度,乃至变成标志性建筑的方式。 一个城市的亮化工程...
2022-09-01
城市亮化工程为什么在当今社会不可或缺?

科技园区亮化设计树立园区品牌知名度

通过科技园区亮化设计,树立园区品牌,扩大品牌知名度,有效地吸引相关行业进驻园区。而且科技园区亮化设计有哪些技巧? 科技园亮化规划旨在让人们感受到灯光带来的美。按照以...
2022-09-18
科技园区亮化设计树立园区品牌知名度

中小学校、幼儿园消防安全十项规定

《中小学校、幼儿园消防安全十项规定》由教育部、国家消防救援局研究制定并印发。 2024年3月,教育部、国家消防救援局研究制定了《中小学校、幼儿园消防安全十项规定》,并印发...
2024-10-29

广场夜景照明设计之景观亮化照明应用

在夜景中,最能影响人们感受的,应该就是夜间灯光的变化,照明设计 师通过艺术照明设计的手法营造出良好的广场夜景照明 设计,使人们拥有享受夜间生活的休闲满足与快乐。广场夜...
2022-07-15

园林灯光亮化设计要考虑的问题

园林灯光亮化设计 是园林改造中的一个重要环节。园林亮化利用灯光设计,营造理想的环境,使人在视觉上感觉优雅、感觉舒适。并且从具体的照亮效果来看,照亮是方便的,有利于身...
2022-09-08
园林灯光亮化设计要考虑的问题

热销商品

四氟包覆/FEP/PTFE包覆胶O型圈全氟醛FFKMO型圈耐化学腐蚀氟胶

四氟包覆(FEP/PTFE)O型圈及全氟醚(FFKM)O型圈是高性能密封解决方案,专为极端化学环境设计。FEP或PTFE包覆氟橡胶(FKM)芯材的O型圈兼具外层优异的耐化学腐蚀性、抗溶胀性...
5

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用,是一款专为现代家庭设计的多功能插座。该款插座采用86型设计,易于安装和适配各种家用电器,无论是台灯、...
11.9

原装博世角磨机GWS6-100/TWS6600/6700转子定子碳刷齿轮/博士配件

原装博世角磨机GWS6-100/TWS6600/6700系列配件,包括转子、定子、碳刷及齿轮等核心部件,均采用博世原厂高品质材料制造,确保与设备完美匹配,保障运行稳定与高效性能。...
3.5

聚氨酯橡胶缓冲垫弹性套联轴器牛筋柱销减震套垫圈弹性垫缓冲胶垫

聚氨酯橡胶缓冲垫弹性套联轴器中的牛筋柱销减震套、垫圈及弹性垫,是一种高性能减震缓冲元件。采用优质聚氨酯橡胶材料制成,兼具高弹性、耐磨损、抗老化及耐油耐酸碱...
0.27

硅胶垫片/硅胶垫/硅胶垫片圆形/硅胶垫圈/橡胶垫片/氟胶垫片

硅胶垫片(又称硅胶垫、硅胶垫圈)是一种由硅橡胶制成的密封材料,具有优异的耐高低温(-60℃~230℃)、耐老化、绝缘和环保无毒特性,广泛用于食品、医疗、电子及家电等领域...
1

网站栏目