文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
文章編號(hào): 0258-7998(2011)11-0058-03
航空供電系統(tǒng)低壓直流電源一般是28 V,,其中常伴有80 V/50 ms的浪涌電壓[1],。機(jī)載用電設(shè)備對(duì)電源浪涌電壓有著嚴(yán)格的要求[2],。28 V直流浪涌電壓的要求是用電設(shè)備承受電壓尖峰VPK為80 V,持續(xù)50 ms的浪涌電壓以后不發(fā)生任何故障,。而有的機(jī)載設(shè)備要求能夠防50 V,、持續(xù)時(shí)間為50 ms的浪涌電壓,并且規(guī)定了50 V電壓從0.05 s開始降到31.5 V的放電時(shí)間為7.68 s?,F(xiàn)有的電壓保護(hù)電路[3-5]通常器件較多,,電路復(fù)雜而且笨重,可靠性差,。本文設(shè)計(jì)的電路采用了LT4356芯片和線性場(chǎng)效應(yīng)管APL502L作為核心器件,,電路簡(jiǎn)單、可靠性高,,能夠達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)要求,。
1 電路設(shè)計(jì)
電壓保護(hù)電路主要包括輸入電流檢測(cè)、功率器件,、輸出電壓檢測(cè),、控制電路等部分。該電路采用了凌力爾特公司(Linear Technology)的LTC4356芯片和線性區(qū)場(chǎng)效應(yīng)管(Linear MOSFET) APL502L為核心器件,。LTC4356是LT公司推出的一種過壓保護(hù)穩(wěn)壓器,,該器件能同時(shí)進(jìn)行過壓和過流保護(hù),為航空電子設(shè)備等下游組件提供了可靠的前段保護(hù),。其工作電壓范圍為4 V~80 V,,可以處理100 V甚至更高的瞬態(tài)電壓,并在不對(duì)自身和負(fù)載造成損壞的前提下提供低至-60 V的反向輸入保護(hù),,非常適合汽車,、工業(yè)及航空電子應(yīng)用。APL502L是ADVANCED POWER TECHNOLOGY公司開發(fā)的一種線性區(qū)MOSFET,,非常適合工作在線性區(qū),,具有正偏安全工作區(qū)(FBSOA)范圍廣、耐高壓和大電流,、功率耗散高等特點(diǎn),。該電壓保護(hù)電路用簡(jiǎn)單的IC和MOSFET解決方案取代了復(fù)雜笨重的保護(hù)電路,可以根據(jù)需要設(shè)置防浪涌電壓和電流保護(hù)時(shí)間,,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、可靠性好、電路損耗低,、同時(shí)進(jìn)行過壓和過流保護(hù)等優(yōu)點(diǎn),。
1.1 過壓保護(hù)設(shè)計(jì)
如圖1所示,LT4356通過一個(gè)電壓比較器將FB端反饋電壓和一個(gè)1.25 V基準(zhǔn)電壓比較來(lái)控制GATE端的輸出以實(shí)現(xiàn)電路的電壓保護(hù)功能。R5和R6兩個(gè)電阻分壓連到LT4356的FB端,,發(fā)生過壓保護(hù)時(shí),,在定時(shí)周期內(nèi)芯片GATE端控制MOSFET繼續(xù)保持導(dǎo)通,直到時(shí)間超過設(shè)定的定時(shí)周期時(shí),,GATE端控制MOSFET關(guān)斷,,保證系統(tǒng)保持一定時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)浪涌電壓。首先,,計(jì)算輸出箝位電壓VREG為35 V過壓保護(hù)時(shí)R5和R6的取值,。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該電路能夠安全工作在80 V/50 ms的浪涌電壓的情況下,將輸出電壓穩(wěn)定地箝位在35 V,,對(duì)后級(jí)電路和設(shè)備起到有效的保護(hù)作用,。
如果浪涌電壓下降緩慢,其實(shí)際過壓時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出50 ms,,此種情況下根據(jù)后級(jí)設(shè)備或電路的特點(diǎn)可以通過適當(dāng)提高箝位電壓來(lái)減少過壓時(shí)間,,但是一般不推薦過壓時(shí)間超過100 ms,過壓時(shí)間過長(zhǎng),,場(chǎng)效應(yīng)管容易損壞,,可靠性降低。此外,,還可以使用兩級(jí)電壓保護(hù)電路串聯(lián),,前級(jí)先將輸出電壓箝位在55 V左右,后一級(jí)過壓保護(hù)電路再將55 V輸入箝位到35 V左右同時(shí)增加過壓保護(hù)時(shí)間,,這樣可以減少場(chǎng)效應(yīng)管所受到的應(yīng)力,,增加系統(tǒng)的可靠性。
參考文獻(xiàn)
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