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高可靠性电源系统的设计
发布时间:2016-06-06 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
图 3：LTC4370 双冗余电源分担负载
瞬态保护
军用和航空电子产品必须符合瞬态保护规格要求，例如 MIL-STD-1275 (车辆) 和 MIL-STD-704 / DO-160 (飞机)。不过大功率电感贴片电感器，任何高可靠性系统都需要抵御电压浪涌、尖峰和纹波，而且已有专门提供模压电感这种功能的产品。尽管半导体工艺技术进步现在允许稳压器 IC 以 100V 甚至更高的输入电压工作，但是专门的瞬态保护 IC 提供更多功能和更强的控制能力。在图 4 中，LTC4364 提供 27V (用户可编程) 箝位输出，以保护下游稳压器免受电压瞬态影响，同时在输入短路或断接 / 复位情况下保持输出。
图一体成型电感 4：瞬态保护和输出保持
数字电源系统管理
新的产品正通过一种基于 I2C 的两线式 PMBus 数字接口协议来逐步整合模拟功率调节和数字控制两者的优势，以实现电源系统的远程管理。遥测和诊断数据可用于监视负载情况、读取故障记录和提供至 ±0.25% 准确度的修整和裕度调节，从而最大限度地提高系统效率和可靠性。此类系统为把维护计划从基于时间转向基于状况提供了契机，并可能在系统故障条件确立之前凸显出性能下降。
隔离型系统
高可靠性飞机电源系统包括一个隔离势垒，以避免飞机电源总线遭受下游线路可更换单元 (通常额定在几百或几千瓦) 中的故障之损害。另塑封电感外，日渐增多的传感器和执行器也推动了对于较小局部隔离型电源和数据接口的需求，旨在减少源于接地环路和共模干扰的噪声诱发性问题。如今，已经有了可简化设计并提升可靠性的完整电流隔离型 BGA 模块解决方案。
无线功率传输领域中的近期开发成果包括一款采用 LTC4120 的 2W 电池充电系统，其由凌力尔特与 PowerbyProxi 公司共同开发并运用了后者的动态谐波控制 (DHC) 专利技术，该技术可在最大的发送 (TX) 至接收 (RX) 线圈距离和位置偏差下实现高效非接触式充电，而不会发生采用无线电源系统时常见的任何热问题或过压问题。
图 5：数字电源系统管理
组件选择
本文探讨了很多简化高可靠性电源设计的最新功能以及保护器件免受故障或滥用影响的产品功能。不过，至关重要的是，针对所预期的环境条件，不要忽视组件质量的重要性以及选择正确级别组件的重要性。例如，凌力尔特的军用塑封级器件 100% 经过测试，在 -55°C 至 +125°C 的温度范围内性能有保证，因此无需耗时费力地为预期环境条件非常严酷的应用电路筛选组件或定义组件的特性。
结论
通过用户可编程功能以及更先进的内置保护机制，高可靠性电源设计已经得到简化。数字电源系统管理为电源系统的远端监视及控制提供了手段，进一步提高了效率和可靠性。最后，选择信誉卓著的供应商提供的合适级别的组件，可大大减少出现质量及可靠性问题的机会率。
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