高压浪涌抑制器取代笨重的无源组件 并更易于满足 MIL-STD-1275D 要求
图 3:仅发动机模式的浪涌包络
纹波
纹波这个术语指的是,输入电压相对于稳定状态 DC 电压的变化。纹波频率可能由 50Hz 至 200kHz 的频率组成。在仅发动机模式,纹波相对于 DC 稳定状态电压可能偏离多达 ±7V。在正常运行模式,纹波略低,相对于稳定状态 DC 电压偏离 ±2V。MIL-STD-1275D 规范规定了明确的测试条件,并推荐了一组测试频率。
启动模式
除了正常运行模式和仅发动机模式,MIL-STD-1275D 规范还定义了启动模式,描述了引擎启动器和发动导致的电压变化。图 4 来自 MIL-STD-1275D 规范。曲线从稳定状态 DC 电压开始,然后在“初次啮合浪涌 (Initial Engagement Surge - IES)”期间降到低至 6V。在 1 秒时间内,该曲线上升至“发动级”,这时最低电压为 16V。该曲线在 30 秒时间内再次返回到稳定状态 DC 电压。
图 4:启动干扰
其他要求
MIL-STD-1275D 明确规定,系统必须承受极性反转而不被损坏。在迅速启动期间,如果启动器电缆反接了,就会出现这种情况。MIL-STD-1275D 接下来引用了另一个有关电磁兼容性要求的标准 MIL-STD-461,而该标准超出了本文讨论范围。
符合 MIL-STD-1275D 要求的浪涌抑制器解决方案
凌力尔特公司的浪涌抑制器产品可构成富有吸引力的 MIL-STD-1275D 兼容解决方案。其他设计一般在输入采用并联箝位,这在持续过压情况下,可能导致损坏或保险丝熔化。
当面对输入电压尖峰和浪涌时,LTC4366 和 LT4363 等高压浪涌抑制器用串联 MOSFET 限制输出电压,而不是用笨重的无源组件将很多能量分流到地。在正常运行时,MOSFET 得到全面改进以最大限度降低 MOSFET 的功耗。当浪涌或尖峰期间输入电压上升时,浪涌抑制器调节输出电压,以向负载提供安全、不间断的供电。电流限制和定时器功能保护外部 MOSFET 免受更严重情况的影响。
浪涌
在 MIL-STD-1275D 中,MOSFET 功耗最严重的情况发生在 100V 输入浪涌时。图 5 所示电路将输出电压调节至 44V。结果,该电路必须从 100V 输入下降 56V,降至 44V 输出。在这一符合 MIL-STD-1275D 要求的解决方案中,为了提高输出端可用功率,采用了两个串联 MOSFET。用 LTC4366 将第一个 MOSFET 的源极调节至 66V,同时用 LT4363 将第二个 MOSFET 的源极调节至 44V。这就降低了在两个 MOSFET 任意一个中必须消耗的功率。
图 5:符合 MIL-STD-1275D 要求的 4A/28V 解决方案向 4A 负载不间断供电,同时在 MIL-STD-1275D 规定的 100V/500ms 浪涌和 ±250V 尖峰时将输出电压限制到 44V;在 ±7V 纹波时向 2.8A 负载供电。
图 6 和 7 显示了浪涌测试时测得的结果。图 6 中的示波器波形显示,这个电路的工作满足之前描述的全部 100V/500ms MIL-STD-1275D 浪涌要求。图 7 显示,这个电路工作在描述于 MIL-STD-1275D 推荐测试中可经受不那么严格的 100V/50ms 脉冲情况。
图 6:MIL-STD-1275D 100V/500ms 浪涌测试
图 7:MIL-STD-1275D 100V/50ms 浪涌重复 5 次
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