靈活的系統(tǒng)故障保護電路設計

許多應用需要能夠自動斷開工作電路的電源。此類應用包括雷達和 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)會在系統(tǒng)故障后保持電源關(guān)閉，直到故意復位。

圖1是一個靈活的電路，用于限制電流或消除電源，以響應用戶的命令或其他故障指示信號。它支持手動復位 （MR）、過熱和互鎖開關(guān)輸入。例如，U1是一款斷路器IC，設計用于在熱插拔應用中提供保護。它位于背板連接器的背板/主機側(cè)或可移動卡/遠程設備側(cè)，可在主電源打開的情況下將卡或主板插入機架或主機時防止啟動故障。

圖1.該電路提供一般過流和過熱保護

可能有兩種主要的故障情況?？ɑ蜻h程設備上放電的濾波電容器可以提供低阻抗接地，從而暫時使主機電源崩潰?；蛘?，僅部分安裝在其連接器中的卡可能會生成錯誤數(shù)據(jù)。U1通過在可編程啟動期間調(diào)節(jié)浪涌電流來防止第一種情況，從而使系統(tǒng)能夠安全地穩(wěn)定。在正常工作期間，兩個內(nèi)部比較器提供短路和過流保護（雙速/雙電平功能）。第二個條件是通過卡外邊緣的兩個引腳路由U1的電流輸出（ON）來處理的（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功率開關(guān)（Q1）產(chǎn)生受控柵極驅(qū)動。發(fā)生故障后，U1鎖存Q1，直到被外部復位信號清除。要指示故障條件，請將 LED（或其他故障指示器，如聲音報警）連接到 U1 的漏極開路狀態(tài)輸出 （STAT）。檢測到故障后，您可以通過將導通引腳脈沖至低電平以 1μS 最小值復位 U20。

開關(guān)去抖器 （U2） 的輸入保護電壓為 ±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關(guān)）可以清除U1上的故障或提供手動復位。Vcc 的內(nèi)部上拉免除了增設外部上拉電阻的需要。用聯(lián)鎖或單刀單擲開關(guān)替換按鈕開關(guān)可提供電源斷開信號，該信號可以實現(xiàn)機箱入侵互鎖，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引腳的其他信號直接進行OR連接，因此增加了Q2以創(chuàng)建OR開漏連接。

溫度開關(guān) （U3） 增加了熱保護，其漏極開路輸出可以直接（導線-OR'd）連接到 U1 ON 引腳上的其他信號，也可以單獨連接回微處理器。憑借其 TO220 封裝選項，U3 可以用螺栓固定在散熱器上，也可以通過表面安裝（SOT23 選項）靠近已知的發(fā)熱源，例如 R1、Q1 或主負載。在該電路中，U3通過在電路溫度變得臨界時發(fā)出電源斷開信號來提供電路保護。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 并非旨在為負載提供系統(tǒng)電源。

審核編輯：郭婷