EOS 事(shi)件(jian)會(hui)引(yin)起(qi)局(ju)部(bu)發(fa)熱(re)效(xiao)應(ying)並(bing)造(zao)成(cheng)芯(xin)片(pian)級(ji)敷(fu)金(jin)屬(shu)或(huo)結(jie)點(dian)受(shou)損(sun)，但(dan)一(yi)開(kai)始(shi)或(huo)許(xu)並(bing)不(bu)存(cun)在(zai)明(ming)顯(xian)的(de)缺(que)陷(xian)。隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)以(yi)及(ji)溫(wen)度(du)和(he)電(dian)壓(ya)偏(pian)置(zhi)的(de)加(jia)速(su)作(zuo)用(yong)
，此(ci)類(lei)損(sun)壞(huai)將(jiang)改(gai)變(bian)性(xing)能(neng)特(te)征(zheng)，並(bing)有(you)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)電(dian)遷(qian)移(yi)、熱點和熱失控
，從而導致全麵的 IC 故障。

 

長久以來人們就認識到了這類風險，因此負責保證設備安全性
、可靠性和性能的機構及標準化組織已經製定了多種規範，以針對各種潛在的壓力過大問題保護電子電路。

 

這類風險之一與上遊電源幹擾有關，本文中我們集中探討美國國防部接口標準 MIL-STD-1275
，該標準與 28V DC 軍用車輛電源有關
，還有其他一些類似的國家級規範
，例如英國的 DEFSTAN 61-5 Part 6。飛機有自己的標準

，例如，DO-160 麵向民用飛機
，MIL-STD-704 麵向軍用飛機。雖然特定的脈衝特性發生了變化，但它們在概念上都是非常相似的，因此適用於同樣的原理。

 

盡管芯片內置的 ESD 保護功能可以在某種程度上針對電源幹擾引起的 EOS 事件提供保護，但是這類事件也許根本就不是異常情況
，而是係統典型工作範圍的一部分
，這也許表示，會有反反複複超出 IC 最大絕對額定值的事件發生。

 

 

電dian壓ya尖jian峰feng的de特te點dian是shi持chi續xu數shu十shi微wei妙miao及ji高gao達da幾ji百bai伏fu的de電dian壓ya，由you雷lei擊ji或huo負fu載zai階jie躍yue的de感gan應ying耦ou合he產chan生sheng。目mu前qian應ying用yong的de解jie決jue方fang案an是shi有you效xiao的de，這zhe種zhong解jie決jue方fang案an通tong常chang采cai用yong瞬shun態tai電dian壓ya抑yi製zhi器qi，輔fu以yi所suo需xu的de EMI 濾波電路和電源電纜電感。

 

電壓浪湧一般高達 100V，持chi續xu數shu十shi或huo數shu百bai毫hao秒miao，由you拋pao載zai引yin起qi。負fu載zai電dian路lu或huo電dian池chi斷duan接jie會hui導dao致zhi交jiao流liu發fa電dian機ji兩liang端duan的de電dian壓ya在zai短duan時shi間jian內nei快kuai速su上shang升sheng，並bing因yin此ci導dao致zhi使shi用yong同tong一yi電dian源yuan的de其qi他ta負fu載zai遇yu到dao同tong一yi電dian壓ya浪lang湧yong。正zheng如ru我wo們men稍shao後hou會hui看kan到dao的de那na樣yang，這zhe可ke能neng是shi一yi個ge富fu挑tiao戰zhan性xing及ji難nan以yi解jie決jue的de問wen題ti。

 

diejiazaishurudianyuanzhiwentaidianyaguishangdedianyawenbohuizaochengjinyibudeshejitiaozhan。shiduzhenfudewenbokeyoushurudianrongqilvbozhibaohudianlu
，danshizaijiaodawenbohejiaodadianliuqingkuangxia

，tongguobaohudianlujiangwenbochuansongdaoxiayouwenyajidezuofahuigengshiyongqiexiaolvgenggao。

 

 

圖 1：無源過壓保護電路

 

傳統的無源過壓保護電路 (圖 1) 需xu要yao相xiang對dui較jiao大da和he笨ben重zhong的de組zu件jian，這zhe樣yang的de組zu件jian引yin入ru插cha入ru損sun耗hao，可ke能neng因yin功gong率lv需xu求qiu增zeng加jia而er成cheng為wei一yi個ge問wen題ti。將jiang很hen大da的de能neng量liang分fen流liu到dao地di這zhe種zhong做zuo法fa不bu能neng確que保bao向xiang下xia遊you供gong電dian
，且qie可ke能neng由you於yu重zhong複fu操cao作zuo而er導dao致zhi無wu源yuan組zu件jian損sun壞huai。

 

一種較好的解決方案是采用線性浪湧抑製器 IC，這可提供更佳性能
、過流保護和更多功能，同時減少了所需電路板麵積。一個例子是 LT4363 高壓浪湧抑製器 (圖 2)。我們之所以稱這款 IC 是一種線性浪湧抑製器
，是因為其操作與線性穩壓器類似。

 

圖 2：具電流限製的 LT4363 浪湧抑製器

 

在正常操作情況下，一個外部 N 溝道 MOSFET 被驅動至全通，並充當一個具非常小電壓降的傳輸器件。如果輸出電壓上升至高於由 FB 引腳上的電阻分壓器設定的穩壓值

，MOSFET 就調節 OUT 引腳上的電壓，從而使負載電路能夠在瞬態事件發生期間繼續運行。

 

SNS 和 OUT 引腳之間的可選電阻器用來控製過流事件，電流限製環路控製 MOSFET 上的柵極電壓
，以將電阻器兩端的檢測電壓限製到 50mV。

 

無論過壓還是過流事件都會啟動一個電流源給連至 TMR 引腳的電容器充電。充電電流與輸入至輸出電壓差有關

，以使定時器周期隨著日益嚴重的故障而縮短，從而確保 MOSFET 保持在其安全工作區之內。

 

 

線性浪湧抑製器為需要高達約 4A 電流的係統提供了一種非常出色的解決方案
，當超出這個電流範圍時，該電路有效穿越長時間浪湧的能力會受到 MOSFET 安an全quan工gong作zuo區qu的de限xian製zhi。對dui於yu較jiao大da的de電dian流liu
，通tong過guo采cai用yong專zhuan用yong的de開kai關guan穩wen壓ya器qi技ji術shu如ru今jin可ke提ti供gong一yi種zhong更geng有you效xiao的de解jie決jue方fang案an
，在zai該gai技ji術shu中zhong

，限xian製zhi主zhu要yao變bian成cheng了le係xi統tong熱re質zhi量liang和he相xiang關guan的de最zui大da結jie溫wen考kao慮lv因yin素su之zhi一yi。

 

圖 3：LTC7860 高效率開關浪湧抑製器

 

LTC7860 專為用作高效率開關浪湧抑製器和 / 或輸入浪湧電流限製器而設計（圖3）。在正常操作期間，LTC7860 處於壓差或 SWITCH-ON 模式，並持續驅動外部 MOSFET，從而將輸入電壓傳遞至輸出。

 

LTC7860 在啟動或響應輸入過壓或輸出短路事件時切換進入 PROTECTIVE PWM (保護性PWM) moshi，shuchudianyatiaojiezhianquanzhi，congershifuzainenggouzaifashengshuruguoyashijianshijixuzhengchanggongzuo。waibubijiaoqixianzhidianliujiancedianzuqiliangduandedianya，tiaojiezuidashuchudianliu，yizhenduiguoliuguzhangtigongbaohu。

 

可調定時器限製 LTC7860 可用於過壓或過流調節的時間。當定時器到期時

，外部 MOSFET 斷開，直到 LTC7860 經過冷卻期後重啟為止。通過在功率損耗很高時嚴格限製處於 PROTECTIVE PWM 模式的時間，可以針對正常工作情況優化組件和熱量設計，使組件和設計方案能夠在發生高壓輸入浪湧和 / 或過流故障時安全地工作。還可以增加一個 PMOS 以提供電池反向保護。

 

通過給 LTC7860 的電源偏置增加一個簡單的並聯穩壓器，就可以將VIN 至 SGND 最大範圍從60V擴大到超過 200V。

 

 

就上述 LT4363 這類線性浪湧抑製器和 LTC7860 開關浪湧抑製器而言
，一旦開始調節
，功率損耗就會顯著上升。在線性浪湧抑製器中，功率損耗是起調節作用的 MOSFET 之功耗。而在高效率浪湧抑製器或開關浪湧抑製器中，內部功率損耗由轉換效率決定。

 

 

youyugonglvsunhaojiangdi

，yinciyutongjibiedexianxingjiejuefanganxiangbi，kaiguanlangyongyizhiqijiangyunxugenggaodeshuchudianliuhegonglvjibie。zaikaiguanlangyongyizhiqizhong，neibulangyonggonglvsunhaohuibizhengchanggonglvsunhaozengjia 10 倍之多。如果停留在 PWM 模式調節的時間受限，則運行功率會超越穩態操作中所能實現的水平。

 

浪湧抑製器保護的結果是，下遊組件可具有較低的額定電壓
，但在高 VIN 降壓型穩壓器可用時，那為什麼不使用其中一款而免除保護電路呢? 雖(sui)然(ran)這(zhe)或(huo)許(xu)很(hen)吸(xi)引(yin)人(ren)，但(dan)是(shi)此(ci)類(lei)降(jiang)壓(ya)型(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)將(jiang)需(xu)要(yao)針(zhen)對(dui)最(zui)壞(huai)情(qing)況(kuang)而(er)確(que)定(ding)的(de)組(zu)件(jian)，並(bing)將(jiang)必(bi)需(xu)采(cai)取(qu)顯(xian)著(zhe)增(zeng)多(duo)的(de)散(san)熱(re)措(cuo)施(shi)。另(ling)外(wai)
，這(zhe)也(ye)許(xu)還(hai)會(hui)把(ba)上(shang)遊(you)電(dian)源(yuan)置(zhi)於(yu)容(rong)易(yi)遭(zao)受(shou)輸(shu)出(chu)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)損(sun)壞(huai)的(de)境(jing)地(di)。

 

在軍用車輛應用中，LTC7860 保護采用 28V 車輛電源總線工作的設備，並用評估電路板進行了測試。

 

MIL-STD-1275 版本 E 定義了各種電源變化情況，從穩態工作到啟動幹擾、尖峰、浪湧和紋波，並針對每一種情況規定了要求
，表 1 概述了這些情況。

 

表 1：MIL-STD-1275E 要求和 LTC7860 性能

 

淩力爾特之前開發的演示電路 DC2150A-C 也提供線性浪湧抑製器解決方案，該解決方案滿足之前的 MIL-STD-1275 修訂版 D 規範的要求。

 

 

專用浪湧抑製器 IC 為無源保護電路提供了卓越的性能，有助於滿足未來係統減小尺寸、重量和功率的要求。

 

線性模式浪湧抑製器提供了具備低插入損耗的出色解決方案，適合輸出電流高達 4A 左右的係統。開關浪湧抑製器將輸出電流能力擴展到 4A 以上，同時解決方案尺寸很小，效率很高。

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