在過(guò)去幾年里，我目睹了電路保護(hù)方案需求的增長(zhǎng)，其可針對(duì)反向連接、浪涌鉗位以及反向電流保護(hù)進(jìn)行防御。這些要求主要針對(duì)電壓絕對(duì)值范圍介于 12 至 48V 之間的正極 GND 與負(fù)極 GND 兩種系統(tǒng)。

 

那么，這些聽起來(lái)讓人害怕的多元素威脅到底是什么呢？！

 

●   反向連接代表 DC 電源反接，正極接負(fù)極，負(fù)極接正極。此外，由適配器供電的系統(tǒng)如果使用的是錯(cuò)誤適配器，也會(huì)出現(xiàn)反向連接問題；

 

●   浪涌鉗位指的是超過(guò)最大負(fù)載額定電壓的大峰值，通常由雜散電感（電線）以及快速變化的負(fù)載電流引起。無(wú)論你喜歡與否，Ldi/dt 沖擊都會(huì)依照物理定律而產(chǎn)生。很多系統(tǒng)在部署前都需要進(jìn)行特定的浪涌測(cè)試；

 

●   反向電流保護(hù)是指防止出現(xiàn)從負(fù)載流向電源的錯(cuò)誤方向電子。這在冗余電源系統(tǒng)和“生命能量”能量解決方案中需要格外關(guān)注。固態(tài)硬盤 (SSD) 需要這樣的能量實(shí)現(xiàn)在 30~40ms 的時(shí)間內(nèi)干凈利落地關(guān)斷。如果這種能量流到了總線而不是支持 SSD 的關(guān)斷活動(dòng)，那么它就會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

 

目前已經(jīng)有幾款基于試驗(yàn)測(cè)試保護(hù)開關(guān)控制器的簡(jiǎn)單有效的現(xiàn)成解決方案。

 

您是否希望您的熱插拔設(shè)備具有浪涌、反向電流或反向連接保護(hù)功能？

 

 

為了便于查看和檢查，我們已對(duì)具體解決方案元件進(jìn)行了顏色標(biāo)注。所有的技術(shù)細(xì)節(jié)都在應(yīng)用手冊(cè)《LM5069 幫助實(shí)現(xiàn)浪涌阻斷和反向電壓保護(hù)》中，但重點(diǎn)內(nèi)容要在這里概括性地重述一下。

 

黃色標(biāo)注 — 反向電流阻斷 — 當(dāng) VOUT>VIN 時(shí)，F(xiàn)ET (Q2) 會(huì)阻止電流流經(jīng)隱藏的 Q1 體二極管。當(dāng)輸入電壓降到由 R1、R2 和 R3 編程的 UV 電平以下時(shí)，電路將自動(dòng)關(guān)斷兩個(gè) FET。

 

藍(lán)色標(biāo)注 — 鉗位浪涌 — 從 GATE 引腳到 GND 之間的齊納二極管可將 VOUT 限定為 VZENER – VTH_FET。與完全關(guān)閉電源的簡(jiǎn)單 0V 保護(hù)不同，該款智能齊納二極管附件會(huì)在電壓浪涌時(shí)繼續(xù)向負(fù)載供電。如果該限制開始對(duì) FET 產(chǎn)生去應(yīng)激作用，不用擔(dān)心。內(nèi)建 FET 安全工作區(qū) (SOA) 保護(hù)可防止 FET 毀壞。汽車負(fù)載突降浪涌參數(shù)通常為 80 至 100V，持續(xù)時(shí)間為 100ms。

 

綠色標(biāo)注 — 反接會(huì)出問題！ — 當(dāng)您把跨接線纜接反時(shí)，您最不希望看到的就是車?yán)锏闹匾K因反向連接而損壞，并因修車而延長(zhǎng)出行時(shí)間。這些簡(jiǎn)單的修改會(huì)保護(hù)所有下游電路免受反向電壓的損壞。二極管 D1 能防止 LM5069 在應(yīng)用反向電壓時(shí)出現(xiàn)反向偏置。未加電時(shí)，LM5069 會(huì)將 GATE 拉向 GND，以將其關(guān)斷，但在反向連接狀態(tài)下，GND 和 Gate 實(shí)際上都是浮動(dòng)的。為了確保在這種情況下將 GATE 拉為低，應(yīng)在 GATE 和 VIN（現(xiàn)在，這是電路中的最低電勢(shì)節(jié)點(diǎn)）之間連接 D2 和 R11。

 

對(duì)于需要汽車 Q100 部件的應(yīng)用，LM5060-Q1 產(chǎn)品說(shuō)明書中提供了類似的解決方案。

 

 

推薦閱讀：