很貴很脆弱?數字邏輯器件的保護該這樣做!
發布時間:2013-07-05 責任編輯:Cynthiali
【導讀】中間電源總線上輸入浪湧、在製造過程中混入水貨或假冒電容器……總是很容易使昂貴的新型數字處理器麵臨過壓風險,甚至使 FPGA、ASIC 或微處理器遭受永久性損壞或起火。不想遭遇這些損失?本文教你一個簡單的方法。
工業、航空航天和國防係統中常見之 24V 至 28V 中間總線與新式數字處理器之輸入電源電壓之間不斷加大的差距帶來了設計風險,有可能輕易導致係統故障、有毒煙霧甚至更加糟糕的火災。
相對較高的輸入電壓使得越來越不容易將電源電壓保持在處理器的安全限值之內,而且對產品的尺寸、營運成本、安全性和可靠性具有直接的影響。導致過壓的此類風險包括但不限於:
- 中間電源總線上的輸入浪湧事件
- 開關穩壓器 PFM / PWM 定時中的少許誤差
- 在製造過程中引入錯誤、水貨或假冒電容器
盡管大多數公司均否認非法電子組件進入其組裝線的可能性,但是,根據淩力爾特公司接到的客服電話、與其他 IC 公司同行的討論、以及美國參議院 2012 年 5 月發布的報告皆表明黑市和假冒電子組件經常出現,即使在那些最富盛名的公司和最安全的應用中也不能幸免。
上麵所列 3 種事件中的任何一種都可以引起超過負載額定值的輸出電壓擺幅,從而有可能導致昂貴的 FPGA、ASIC 或(huo)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)遭(zao)受(shou)永(yong)久(jiu)性(xing)的(de)損(sun)壞(huai),在(zai)某(mou)些(xie)極(ji)端(duan)場(chang)合(he)中(zhong)甚(shen)至(zhi)會(hui)造(zao)成(cheng)起(qi)火(huo)燃(ran)燒(shao)。視(shi)損(sun)壞(huai)程(cheng)度(du)的(de)不(bu)同(tong),確(que)定(ding)問(wen)題(ti)的(de)根(gen)源(yuan)或(huo)許(xu)相(xiang)當(dang)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing),而(er)且(qie)由(you)此(ci)引(yin)起(qi)的(de)高(gao)維(wei)修(xiu)成(cheng)本(ben)、客戶生產效率的下降、以及對您聲譽的損害都會是極其令人沮喪的。
假(jia)如(ru)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)了(le)中(zhong)間(jian)電(dian)壓(ya)總(zong)線(xian),就(jiu)應(ying)當(dang)考(kao)慮(lv)采(cai)取(qu)一(yi)種(zhong)風(feng)險(xian)消(xiao)減(jian)方(fang)案(an),以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)並(bing)減(jian)少(shao)給(gei)客(ke)戶(hu)帶(dai)來(lai)的(de)不(bu)便(bian)。傳(chuan)統(tong)的(de)過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)方(fang)案(an)需(xu)采(cai)用(yong)熔(rong)絲(si),這(zhe)不(bu)適(shi)合(he)用(yong)來(lai)保(bao)護(hu)新(xin)式(shi) FPGA、ASIC 及微處理器,特別是當上遊電壓軌的標稱值為 24V 或 28V 時。響應時間變化多端而且準確度很差,以至於無法在此類高“輸入至輸出電壓比”的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)保(bao)證(zheng)得(de)到(dao)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)。此(ci)外(wai),即(ji)使(shi)數(shu)字(zi)邏(luo)輯(ji)器(qi)件(jian)成(cheng)功(gong)地(di)得(de)到(dao)保(bao)護(hu),恢(hui)複(fu)過(guo)程(cheng)也(ye)將(jiang)十(shi)分(fen)漫(man)長(chang),最(zui)終(zhong)造(zao)成(cheng)的(de)故(gu)障(zhang)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)會(hui)讓(rang)客(ke)戶(hu)非(fei)常(chang)不(bu)滿(man),因(yin)為(wei)在(zai)嚐(chang)試(shi)係(xi)統(tong)重(zhong)啟(qi)之(zhi)前(qian)必(bi)需(xu)通(tong)過(guo)人(ren)為(wei)幹(gan)預(yu)來(lai)更(geng)換(huan)熔(rong)絲(si)。
已經設計了一種新型解決方案,其將一個額定電壓為 38V 的 10A DC/DC 開關穩壓器與用於防範諸多個故障 (包括輸出過壓) 的電路組合起來,以保護高價值的 FPGA、ASIC 或微處理器。
針對負載上的過壓狀況,在工廠裏對每個穩壓器都進行了測試,並保證相關的保護電路可在故障發生後的 500ns yineiqizuoyong,fuheyaoqiudeqijianfangketigonggeikehu。ciwai,huifuguochengkuaisuqiejiandan。zhixuduiyigeluojidianpingkongzhiyinjiaojinxingdianpingbianhuanjikehuifuzhengchangyunzuo (假設故障已被清除),fouzebaohugongnengdianlujianglijizhongxinyunxing,biaoshicunzaimouzhonggengjiayanzhongdeguzhang。xianzai,liyongyigejincoudebiaomiantiezhuangxingqijianjiunengweidangjinzuixianjindeshuziluojiqijiantigongdianyuanhebaohu。
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