電源故障保護(hù)布局

本應(yīng)用筆記討論了如何針對(duì)二級(jí)GR-1089/UL 60950的兩種情況之一修改PCB布局：保險(xiǎn)絲快速斷開(kāi)，或保險(xiǎn)絲根本不斷開(kāi)。在不應(yīng)派遣技術(shù)人員更換保險(xiǎn)絲的情況下，增加了熱平面以散熱。

介紹

網(wǎng)絡(luò)接口上的設(shè)備遇到電源故障后，設(shè)備可能處于非功能狀態(tài)，需要維修。由于T1/E1產(chǎn)品的某些終端客戶(hù)不希望派遣技術(shù)人員，因此可能需要修改電路布局。電源故障保護(hù)布局方法在應(yīng)用某些測(cè)試時(shí)保險(xiǎn)絲何時(shí)斷開(kāi)具有一定的靈活性。本應(yīng)用筆記討論了與T1/E1網(wǎng)絡(luò)接口和電源故障保護(hù)相關(guān)的一些印刷電路板布局問(wèn)題。

經(jīng)認(rèn)證通過(guò)Telcordia GR-1089-CORE二級(jí)交流電源故障或UL 60950第三版過(guò)壓測(cè)試的產(chǎn)品不需要通過(guò)操作。該規(guī)范僅要求被測(cè)設(shè)備不會(huì)發(fā)生火災(zāi)、碎裂或電氣安全隱患。UL 60950 第三版過(guò)壓測(cè)試是指在 2.2A 下施加 600V 30 分鐘。GR-1089-CORE只需要15分鐘。本應(yīng)用筆記展示了兩種情況：一種是浪涌容限保險(xiǎn)絲在這種電源故障條件下會(huì)快速斷開(kāi)，另一種是印刷電路板有一個(gè)額外的熱平面來(lái)耗散在這種測(cè)試下產(chǎn)生的高熱能。

常規(guī)配置

由于 T1 或 E1 網(wǎng)絡(luò)接口暴露在外部，因此 PC 板會(huì)暴露在可能發(fā)生的高電壓和電流應(yīng)力下。當(dāng)PCB上的走線(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)接口布線(xiàn)時(shí)，應(yīng)特別注意走線(xiàn)寬度、厚度、間距和接地。

應(yīng)用筆記324建議走線(xiàn)寬度至少為25 mil（假設(shè)最小走線(xiàn)厚度為1oz/ft2），并且走線(xiàn)應(yīng)盡可能與其他走線(xiàn)分開(kāi)。這將適用于大多數(shù)應(yīng)用程序。

布線(xiàn)接地層時(shí)必須小心，因?yàn)楫?dāng)一條 2.2 A 的接地走線(xiàn)與另一條 2.2A 的接地走線(xiàn)組合在一起時(shí)，必須執(zhí)行 4.4A。使用Telcordia GR-1089-CORE（問(wèn)題02），最多必須測(cè)試兩根電線(xiàn)。應(yīng)計(jì)算連續(xù)接地跡線(xiàn)以處理由此產(chǎn)生的 4.4A。但是，根據(jù) UL 60950 第三版，必須在電源故障測(cè)試下測(cè)試多達(dá)四根電線(xiàn)，因此應(yīng)計(jì)算連續(xù)接地走線(xiàn)以處理由此產(chǎn)生的 8.8A?？梢苑敢粋€(gè)簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤，使所有這些走線(xiàn)的寬度相同，僅處理2.2A。

在典型設(shè)計(jì)中，接地走線(xiàn)在寬度上可以組合，因?yàn)樗鼈兝^續(xù)朝向主接地交匯點(diǎn)?；蛘撸總€(gè)2.2A接地走線(xiàn)可以直接連接到中間總線(xiàn)型接地通道，應(yīng)計(jì)算該通道以處理所有同步電源故障線(xiàn)路。圖1用Gerber文件對(duì)此進(jìn)行了說(shuō)明，該文件顯示了使用接地層的典型布局，其中每條接地電流跡線(xiàn)都路由到該中間接地通道。

圖1.4 端口 T1/E1 卡上的總線(xiàn)型接地通道（H 型）。

但是，如果設(shè)計(jì)人員要求保險(xiǎn)絲在上述監(jiān)管測(cè)試期間不斷開(kāi)，則布局必須設(shè)計(jì)為將極端熱量散發(fā)到保險(xiǎn)絲未打開(kāi)的位置。這可能是非常具有挑戰(zhàn)性的，但如果熱能可以足夠快地消散，這可能是可能的。產(chǎn)生最多熱量的特定測(cè)試是 Telcordia GR-1089 第 02 期中的 600V 在 2.2A 下持續(xù) 15 分鐘，在 UL 60950 第三版中持續(xù) 30 分鐘。

方案 A：保險(xiǎn)絲快速斷開(kāi)

為了使保險(xiǎn)絲在這兩種測(cè)試中的任何一項(xiàng)下盡快斷開(kāi)，如果遵循應(yīng)用筆記324中的所有指南，則不需要特殊的熱平面。如果需要這種情況，Maxim建議使用的保險(xiǎn)絲是Bel Fuse（SMP 1.25）的1.25A保險(xiǎn)絲或Bourns Telefuse B1250T。這兩種保險(xiǎn)絲都是表面貼裝的，具有相同的印刷電路板印刷品，并且在幾分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)始終斷開(kāi)。

方案 B：保險(xiǎn)絲未打開(kāi)

為了使保險(xiǎn)絲在上述測(cè)試加熱 15/30 分鐘后不打開(kāi)，建議使用 Teccor （TeleLink F1251T） 的 2.0A 保險(xiǎn)絲，以及需要放置在作為網(wǎng)絡(luò)接口一部分的任何和所有保險(xiǎn)絲、扼流圈和瞬態(tài)電壓抑制器下的大型熱平面（與接地層斷開(kāi)連接）， 直至并包括連接到Maxim T1/E1集成電路的變壓器。

該熱平面必須盡可能大，因?yàn)槌^(guò)15/30分鐘會(huì)產(chǎn)生大量熱量，并且需要最大程度地減少PCB，走線(xiàn)和組件所承受的應(yīng)力。同一區(qū)域內(nèi)的地面痕跡也應(yīng)盡可能寬。

測(cè)試幾分鐘后可能會(huì)注意到一些焊料回流。如果是這樣，散熱是不夠的，需要擴(kuò)大熱平面。確保電源故障測(cè)試中的所有組件盡可能分散在印刷電路板上，盡可能使用最大面積的這些組件。如果不小心，保險(xiǎn)絲會(huì)斷開(kāi)，TVS、走線(xiàn)和 PC 板燒焦的風(fēng)險(xiǎn)要高得多。

圖 2 是一個(gè) Gerber 文件，顯示了熱平面的典型布局。請(qǐng)注意熱平面如何覆蓋印刷電路板的大面積。該熱平面應(yīng)放置在 PC 板內(nèi)，位于表層的下一層。熱平面不應(yīng)連接到任何其他平面，因?yàn)樗挥诖判栽路健?/p>

圖2.2端口T1/E1卡上的熱平面（紅棕色）。

結(jié)論

本應(yīng)用筆記展示了如何使用我們的T1/E1 LIU/SCT設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)接口，設(shè)計(jì)人員可以選擇是快速斷開(kāi)保險(xiǎn)絲，還是在指定測(cè)試期間保險(xiǎn)絲根本不斷開(kāi)。

審核編輯：郭婷