军用车辆对于电子产品来说是一个恶劣的环境,其中破坏电源波动的可能性很高。美国国防部 milstd-1275d 规定了由 28v 电源供电时对电子设备的要求,确保电子设备在现场生存。
mil-std-1275d 合规性可以通过蛮力实现,使用笨重的无源元件将高能级分流到地面。这种方法不能保证向下游电子设备供电,并且可能需要在工作时更换损坏的保护组件。一种更具吸引力的解决方案是使用高压浪涌抑制器,例如 ltc4366 和 lt4363,它们使用串联 mosfet 来限制面对输入电压尖峰和浪涌时的输出电压。
mil-std-1275d 的浪涌抑制器参考设计可用作凌力尔特演示电路 dc2150a-c。当面对高达44v的输入电压时,该板将其输出电压限制为250v,同时在所有情况下为输出提供4a的电流,但±7v纹波测试除外,当可用电流降至2.8a时。在大多数情况下,满足mil-std-1275d就像将该电路放在44v容限器件前面一样简单。
军用标准-1275d 要求
mil-std-1275d定义了从稳态操作到启动干扰、尖峰、浪涌和纹波的各种电源差异,并在三种不同的“操作模式”中规定了每种条件的要求:
启动方式:启动和启动条件。
正常模式:标称、无故障电池供电。
仅发电机:断开的电池使发电机直接为电子设备供电。
表 1 比较了正常模式和仅发生器模式的 mil-std-1275d 限值。本文重点介绍仅生成器模式,因为它是最苛刻的。
表 1.正常工作模式和仅发电机模式下的选定 mil-std-1275d 规格
稳态
在仅发电机模式下,稳态电源电压介于 23v 和 33v 之间。在图 1 的简化图中,lt4363 与检测电阻器 r 组合意义将最大直流电流限制为最小值 4a/典型值为 5a。这可以保护系统免受输出端发生故障的影响,并防止输入端保险丝熔断。
简化的 mil-std-1275d 电路图
尖 峰
尖峰通常是振荡的(它振铃),并在1ms内衰减到稳态电压。最坏情况mil-std-1275d尖峰的包络由图2定义(仅发生器模式)。
仅发生器模式下的尖峰包络
在图 1 中,250v 尖峰条件由 mosfet m1 处理,从漏极到源极的额定电压可承受超过 300v 的电压。在–250v尖峰期间,二极管d1反向偏置,阻断来自m2和输出的尖峰。(ltc4366 浪涌抑制器可承受反向电压和 –250v 尖峰,而无需额外的保护。
潮
浪涌是持续时间超过1ms的瞬变。图 3 显示了仅发生器模式的限制。mil-std-1275d 中推荐的测试规定,应在系统输入端施加 100 个持续时间为 50ms 的 1v 脉冲,重复时间为 3 秒。图40所示浪涌条件的包络更难满足,因为它在整整500ms内不会恢复到v。所示解决方案同时满足这两个条件。
仅发电机模式浪涌包络
在输入浪涌期间,ltc1 将 m66 的源调节至 4366v,而 lt2 将 m44 的源 (和输出) 调节至 4363v。与使用单个mosfet相比,这降低了必须在单个mosfet中耗散的功率,并增加了输出端的可用功率。
脉动
纹波是指电源电压围绕其稳态直流电压的 50hz 至 200khz 振荡。根据仅发电机模式下的规格,纹波可以高达直流稳态电压的±7v。
二极管d1与电容器c1组合形成交流整流器,可防止高频纹波分量到达输出。请注意,输入纹波波形的上升沿试图上拉输出电容器,从而导致 lt4363 暂时限制流经 m2 的电流。因此,纹波条件下输出负载的可用电流为2.8a,小于正常工作期间的4a。有关纹波条件和改善此电路行为的方法的更多信息,请参阅《线性技术模拟创新杂志》,第 24 卷,第 1 期,“高压浪涌抑制器通过更换笨重的无源元件来简化 milstd-1275d 合规性。
启动模式
由起动电机和起动引起的电压变化由mil-std-1275d起动模式描述 - 电源电压可以低至6v,然后在一秒内恢复到至少16v,稳态直流电压在30秒内恢复。本文介绍的解决方案通常工作在6v(最小值)。但由于元件容差,它只能保证工作到8v,最重要的是mosfet制造商提供的松散规定的阈值电压。
电磁兼容性要求
mil-std-1275d是指另一个关于电磁兼容性的标准milstd-461。通常,emi滤波器放置在milstd-1275d兼容系统的输入端,虽然浪涌抑制器不能消除滤波的需要,但其线性模式操作不会引入额外的噪声。
结论
凌力尔特的浪涌抑制器产品通过使用 mosfet 阻断高压输入浪涌和尖峰,同时为下游电路提供不间断电源,简化了 mil-std-1275d 合规性。用串联元件阻断电压可以避免保险丝熔断和损坏,当电路试图用笨重的无源元件将高能量分流到地时可能发生的损坏。
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