高級產(chǎn)品市場工程師 微型模塊電源產(chǎn)品 凌力爾特公司

工業(yè)、航空航天和國防系統(tǒng)中常見之 24V 至 28V 中間總線與新式數(shù)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，有可能輕易導致系統(tǒng)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(nèi)，而且對產(chǎn)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于：

• 中間電源總線上的輸入浪涌事件
• 開關(guān)穩(wěn)壓器 PFM / PWM 定時中的少許誤差
• 在制造過程中引入錯誤、水貨或假冒電容器

盡管大多數(shù)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(jù)凌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(fā)布的報告皆表明黑市和假冒電子組件經(jīng)常出現(xiàn)，即使在那些較富盛名的公司和較安全的應用中也不能幸免。

上面所列 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 或微處理器遭受永久性的損壞，在某些極端場合中甚至會造成起火燃燒。視損壞程度的不同，確定問題的根源或許相當具有挑戰(zhàn)性，而且由此引起的高維修成本、客戶生產(chǎn)效率的下降、以及對您聲譽的損害都會是極其令人沮喪的。

假如您的系統(tǒng)采用了中間電壓總線，就應當考慮采取一種風險消減方案，以較大限度地降低成本并減少給客戶帶來的不便。傳統(tǒng)的過壓保護方案需采用熔絲，這不適合用來保護新式 FPGA、ASIC 及微處理器，特別是當上游電壓軌的標稱值為 24V 或 28V 時。響應時間變化多端而且準確度很差，以至于無法在此類高“輸入至輸出電壓比”的應用中保證得到保護功能。此外，即使數(shù)字邏輯器件成功地得到保護，恢復過程也將十分漫長，較終造成的故障停機時間會讓客戶非常不滿，因為在嘗試系統(tǒng)重啟之前必需通過人為干預來更換熔絲。

已經(jīng)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(guān)穩(wěn)壓器與用于防范諸多個故障 (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，在工廠里對每個穩(wěn)壓器都進行了測試，并保證相關(guān)的保護電路可在故障發(fā)生后的 500ns 以內(nèi)起作用，符合要求的器件方可提供給客戶。此外，恢復過程快速且簡單。只需對一個邏輯電平控制引腳進行電平變換即可恢復正常運作 (假設故障已被清除)，否則保護功能電路將立即重新運行，表示存在某種更加嚴重的故障。現(xiàn)在，利用一個緊湊的表面貼裝型器件就能為當今較先進的數(shù)字邏輯器件提供電源和保護。