靈活的系統(tǒng)故障保護(hù)電路設(shè)計(jì)

許多應(yīng)用需要能夠自動(dòng)斷開(kāi)工作電路的電源。此類應(yīng)用包括雷達(dá)和 X 射線系統(tǒng)中高壓電源的熱關(guān)斷、關(guān)斷以限制 PC 卡上電或熱插拔期間的浪涌電流，以及關(guān)斷以確?？ㄔ谕娗罢_就位。通常，電源故障系統(tǒng)會(huì)在系統(tǒng)故障后保持電源關(guān)閉，直到故意復(fù)位。

圖1是一個(gè)靈活的電路，用于限制電流或消除電源，以響應(yīng)用戶的命令或其他故障指示信號(hào)。它支持手動(dòng)復(fù)位 （MR）、過(guò)熱和互鎖開(kāi)關(guān)輸入。例如，U1是一款斷路器IC，設(shè)計(jì)用于在熱插拔應(yīng)用中提供保護(hù)。它位于背板連接器的背板/主機(jī)側(cè)或可移動(dòng)卡/遠(yuǎn)程設(shè)備側(cè)，可在主電源打開(kāi)的情況下將卡或主板插入機(jī)架或主機(jī)時(shí)防止啟動(dòng)故障。

圖1.該電路提供一般過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)

可能有兩種主要的故障情況?？ɑ蜻h(yuǎn)程設(shè)備上放電的濾波電容器可以提供低阻抗接地，從而暫時(shí)使主機(jī)電源崩潰?；蛘?，僅部分安裝在其連接器中的卡可能會(huì)生成錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。U1通過(guò)在可編程啟動(dòng)期間調(diào)節(jié)浪涌電流來(lái)防止第一種情況，從而使系統(tǒng)能夠安全地穩(wěn)定。在正常工作期間，兩個(gè)內(nèi)部比較器提供短路和過(guò)流保護(hù)（雙速/雙電平功能）。第二個(gè)條件是通過(guò)卡外邊緣的兩個(gè)引腳路由U1的電流輸出（ON）來(lái)處理的（圖2）。

圖2a

圖2B

圖 2a 和 2b。為了確保PC卡在底板的卡側(cè)（a）或主機(jī)側(cè)（b）正確就位，該IC（MAX4370）將電流路由到卡連接器的外部引腳。

內(nèi)部電荷泵為外部n溝道MOSFET功率開(kāi)關(guān)（Q1）產(chǎn)生受控柵極驅(qū)動(dòng)。發(fā)生故障后，U1鎖存Q1，直到被外部復(fù)位信號(hào)清除。要指示故障條件，請(qǐng)將 LED（或其他故障指示器，如聲音報(bào)警）連接到 U1 的漏極開(kāi)路狀態(tài)輸出 （STAT）。檢測(cè)到故障后，您可以通過(guò)將導(dǎo)通引腳脈沖至低電平以 1μS 最小值復(fù)位 U20。

開(kāi)關(guān)去抖器 （U2） 的輸入保護(hù)電壓為 ±15kV（用于 ESD）和 ±25V （用于電路故障）。其輸入（如圖所示連接到常閉按鈕開(kāi)關(guān)）可以清除U1上的故障或提供手動(dòng)復(fù)位。Vcc 的內(nèi)部上拉免除了增設(shè)外部上拉電阻的需要。用聯(lián)鎖或單刀單擲開(kāi)關(guān)替換按鈕開(kāi)關(guān)可提供電源斷開(kāi)信號(hào)，該信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)箱入侵互鎖，或允許技術(shù)人員在交換電路卡之前關(guān)閉設(shè)備電源。由于U2的推挽輸出不能與連接到U1的ON引腳的其他信號(hào)直接進(jìn)行OR連接，因此增加了Q2以創(chuàng)建OR開(kāi)漏連接。

溫度開(kāi)關(guān) （U3） 增加了熱保護(hù)，其漏極開(kāi)路輸出可以直接（導(dǎo)線-OR'd）連接到 U1 ON 引腳上的其他信號(hào)，也可以單獨(dú)連接回微處理器。憑借其 TO220 封裝選項(xiàng)，U3 可以用螺栓固定在散熱器上，也可以通過(guò)表面安裝（SOT23 選項(xiàng)）靠近已知的發(fā)熱源，例如 R1、Q1 或主負(fù)載。在該電路中，U3通過(guò)在電路溫度變得臨界時(shí)發(fā)出電源斷開(kāi)信號(hào)來(lái)提供電路保護(hù)。低功耗線性穩(wěn)壓器 （U4） 為低壓元件 U5 和 U2 提供 3V 電壓，但 U4 并非旨在為負(fù)載提供系統(tǒng)電源。

審核編輯：郭婷