機(jī)載計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)的過壓保護(hù)電路

　　VICOR電源的DC/DC變換器都是固定輸出模式，但為了方便用戶，又設(shè)置了輸出電壓調(diào)節(jié)端。當(dāng)輸出電流較大，傳輸線路較長(zhǎng)時(shí)，為彌補(bǔ)線路上的壓降，需要將輸出電壓調(diào)高。如某電子組件的＋5V電源就設(shè)置一個(gè)調(diào)壓電阻R3，調(diào)節(jié)原理如圖3所示。

圖3輸出電壓調(diào)高

　　調(diào)節(jié)原理是改變基準(zhǔn)電壓，若將＋5V調(diào)高至5.2V，即調(diào)高了4％，因而基準(zhǔn)電壓2.5V也應(yīng)調(diào)高4％。

2.5(1＋4％）V=2.6V

　　流經(jīng)10kΩ電阻的電流為(10kΩ電阻設(shè)在模塊內(nèi)部)　　流經(jīng)R3的電流也應(yīng)為10μΑ　　(4)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)

　　一般集成電源都設(shè)有過流保護(hù)，VICOR電源VI－200系列設(shè)有過流、過壓和過熱保護(hù)；但VI－J00系列無過壓保護(hù)，若要設(shè)置過壓保護(hù)可如圖4所示來實(shí)現(xiàn)。

　　當(dāng)＋5V過壓時(shí)，可利用＋15V使晶閘管導(dǎo)通，使光電耦合器飽和導(dǎo)通，從而關(guān)掉N1DC/DC變換器的禁止門，使輸出電壓為零。

　　防雷擊保護(hù)，可在輸入端加瞬變電壓吸收二極管(TVS)。

熱設(shè)計(jì)

　　電源的散熱設(shè)計(jì)是可靠性設(shè)計(jì)的重要組成部分。性能優(yōu)良的電源模塊，也有將近20％的功率損耗，這將產(chǎn)生大量的熱量，如何將這些熱量傳遞出去是熱設(shè)計(jì)的主要任務(wù)?？箰毫迎h(huán)境計(jì)算機(jī)一般都采用密封的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，熱的傳遞方式主要是傳導(dǎo)。電源模塊產(chǎn)生的熱量從模塊的基板經(jīng)接觸面?zhèn)鞯缴崞?板)上，熱量傳過兩者之間的接觸面將使溫度降低，熱設(shè)計(jì)的任務(wù)之一是將這種溫度降低到最小程度，即將基板的熱量盡量多的傳遞到散熱器(板)上。如果將接觸面模型化為“熱阻”(θbs)，也就是要將θbs減小到最小程度。基板溫度(Tb)等于接觸面溫度與散熱器(板)的溫度(Ts)之和。接觸面的溫降值等于電源的功率損耗(Pdiss)與接觸面熱阻(θbs)的乘積。即

Tb=Ts＋Pdiss×θbs(7)

VICOR電源的最高工作溫度(指基板溫度)分別為85℃(VI－200)和100℃(VI－J00)。例如，在實(shí)際工作環(huán)境溫度最高為60℃時(shí)，要控制基板溫度低于85℃(如70℃)，利用式（7）計(jì)算公式求出接觸熱阻θbs。

　　設(shè)輸出最大功率POM=135W

　　轉(zhuǎn)換效率η=82％

圖4過壓保護(hù)電路

　　則最大功耗Pdiss=POM(1/η－1)=30W

在高溫＋60℃的溫箱中，散熱板的溫度等于環(huán)境溫度Ts=T=60℃　　使θbs減小的辦法是加大接觸面，改善接觸面的粗糙度，并使用導(dǎo)熱膠或VICOR提供的熱護(hù)墊(GRAFOIL)。當(dāng)接觸面的粗糙度≤5‰英寸，并使用熱護(hù)墊，可使θbs≤0.1℃／W。