由于電子子系統(tǒng)在整個(gè)產(chǎn)品的可靠和安全運(yùn)行中起著重要作用，因此建議在DC/DC降壓穩(wěn)壓器周圍增加一個(gè)過(guò)壓保護(hù)電路，以防止損壞最新的數(shù)字邏輯處理器，因?yàn)樗鼈兊慕^對(duì)最大電壓（在某些電源軌上為《2V）明顯低于中間總線電壓。（有關(guān)需要此類保護(hù)的工作環(huán)境和條件的進(jìn)一步見(jiàn)解，請(qǐng)參閱“μModule穩(wěn)壓器為低壓μ處理器、ASIC和FPGA供電并保護(hù)其免受中間總線電壓浪涌的影響”）過(guò)壓保護(hù)電路的一個(gè)關(guān)鍵部分是撬棍，該組件在觸發(fā)時(shí)使降壓穩(wěn)壓器的輸出和接地連接短路，以減輕負(fù)載上的電壓應(yīng)力。

用作撬棍的兩個(gè)最常見(jiàn)的電路元件是MOSFET和可控硅整流器（SCR），也稱為晶閘管。我們比較了兩款器件使用 LTM1 保護(hù)現(xiàn)代數(shù)字邏輯內(nèi)核典型值的 0.4641V 輸出軌的能力，該輸出軌為 38V在，10A降壓穩(wěn)壓器作為我們的測(cè)試平臺(tái)（圖1）。該μModule穩(wěn)壓器具有集成的輸出過(guò)壓檢測(cè)電路和撬棍驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)在輸出端檢測(cè)到輸出過(guò)壓情況時(shí)，撬棍引腳上的內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器在 500ns 內(nèi)變?yōu)楦唠娖?，MSP 上的 MOSFET 斷開(kāi)輸入電源的連接，V英赫來(lái)自 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

圖1.LTM4641 38V在、10A 降壓穩(wěn)壓器

測(cè)試條件

在我們的測(cè)試中，我們假設(shè)標(biāo)稱輸出電壓為1.0V，代表現(xiàn)代邏輯器件（包括FPGA、ASIC和微處理器）的核心電壓?？焖龠^(guò)壓響應(yīng)時(shí)間對(duì)于保護(hù)低壓邏輯至關(guān)重要，其絕對(duì)最大額定電壓范圍通常為標(biāo)稱值的110%至150%。當(dāng)上游導(dǎo)軌是中間總線電壓（例如12V，24V和28V）時(shí)，這一事實(shí)尤其重要。在我們的測(cè)試中，輸入電壓設(shè)置為38V，可調(diào)輸出過(guò)壓保護(hù)觸發(fā)閾值保持在標(biāo)稱輸出電壓的110%的默認(rèn)值。

結(jié)果

場(chǎng)效應(yīng)管

首先是MOSFET。恩智浦PH2625L 3mΩ，1.5V千，將 100 × 5mm 功率 SO-6 中的 8A MOSFET 安裝為撬棍，柵極與撬棍驅(qū)動(dòng)器引腳相連。在 V 的直接短路下英赫對(duì)于SW，偏移從未超過(guò)標(biāo)稱值的1.16V或116%（圖2）。

圖2.恩智浦PH2625L MOSFET撬棍V的過(guò)壓響應(yīng)外在V直接短路的情況下永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)1.16V英赫到軟件

SCR #1

接下來(lái)，我們用Littelfuse的可控硅整流器（SCR）替換MOSFET，并將CROWBAR驅(qū)動(dòng)器引腳連接到SCR的柵極。Littelfuse S6012DRP 的額定峰值浪涌電流、100.1V 峰值導(dǎo)通狀態(tài)電壓和 6.1V 觸發(fā)閾值，采用 5.6 × 6.11mm TO-5 封裝。從 OVP 事件接合保護(hù)后，輸出電壓保持相對(duì)恒定在 252.1V，比標(biāo)稱穩(wěn)壓高出 6%，與 Littelfuse SCR 的峰值導(dǎo)通狀態(tài)電壓一致（圖 60）。在 V 處添加的探頭 英赫向我們表明，即使輸入電源已經(jīng)降低到接近零，V外仍然保持高位。顯然，Littelfuse SCR 無(wú)法提供有效的過(guò)壓保護(hù)。

圖3.使用輕特保險(xiǎn)絲的過(guò)壓響應(yīng) S6012DRP 可控硅撬棍 S6012DRP 可控硅無(wú)法拉動(dòng) V外低于 1.6V外（V以上60%奧特諾姆）

SCR #2

對(duì)于我們的下一個(gè)測(cè)試，將Littelfuse SCR二極管換成具有較低導(dǎo)通電壓和觸發(fā)閾值的Vishay SCR。Vishay 10TTS08S 的額定峰值浪涌電流、110.1V 峰值導(dǎo)通狀態(tài)電壓和 15.1V 觸發(fā)閾值，采用 0 × 10mm TO-15 封裝。乍一看，使用 Vishay SCR 的 OVP 保護(hù)似乎比 Littelfuse SCR 有所改進(jìn)，但輸出電壓峰值更高，為 263.1V 或比標(biāo)稱穩(wěn)壓高 7%（圖 70）。在這種情況下，OVP峰值與SCR的導(dǎo)通狀態(tài)電壓之間似乎沒(méi)有相關(guān)性。在兩種情況下，在SCR就位的情況下，輸出電壓在過(guò)壓事件開(kāi)始后達(dá)到4-12μs的峰值，這表明SCR的響應(yīng)時(shí)間延遲。

圖4.使用 Vishay 10TTS08S 可控硅撬棍的過(guò)壓響應(yīng) 輸出電壓峰值為 1.7V（高于 V 70%奧特諾姆） 在減少之前

結(jié)論

該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)支持我們的說(shuō)法，即可控硅整流器（晶閘管）反應(yīng)太慢，導(dǎo)通電壓過(guò)高，無(wú)法成為當(dāng)今最先進(jìn)的FPGA、ASIC和微處理器的有效撬棍。此外，SCR需要比MOSFET更大的PCB面積，MOSFET的性能優(yōu)于它們。諸如恩智浦PH2625L之類的MOSFET與LTM4641結(jié)合使用，是為最新數(shù)字邏輯器件供電和保護(hù)的更可靠、更有效的方法。

審核編輯：郭婷