实现高可靠性电源的半导体解决方案

数字电源管理的一个引人关切问题是软件的复杂性，然而，LTC3815 执行一种简化的 PMBus "Lite" 命令集，没有片内非易失性存储器或微控制器，它在简化设计的同时提供了数字控制和监视的好处。

正如之前提到的那样，良好的热量控制对于可靠性是非常重要的，LTC3815 提供两级过热门限和两级响应。当内部芯片温度超过 150°C 时，过热状态被标记到 PMBus 上，ALERT 引脚拉低以向 PMBus 主器件发出警报。如果温度继续上升并超过 170°C，那么 LTC3815 就关断所有电路，包括输出调节电路，直到过热状态清除为止。

这类能够报告其状态的系统为改变维护方式提供了机会，即从基于时间的维护安排转变到基于状态的维护，并有可能在系统故障形成之前，凸显性能下降问题。

隔离式系统

高可靠性电源系统通常包括一个隔离势垒，以保护电源总线免遭下游线路可更换单元故障的损坏。另外，不断增加的传感器和执行器数目也在推动着对于较小、局部隔离式电源和数据接口的需求，旨在减少源自接地环路和共模干扰的噪声感应问题。现在已经有了完整的电流隔离型 BGA 模块解决方案，以简化设计和提高可靠性。LTM9100 隔离型开关控制器是一款一体化解决方案，用于控制、保护和监视高达 1000V_DC 的高电压电源。一个 5kV_RMS 电气隔离势垒隔离了数字接口和开关控制器，从而可驱动一个外部 N 沟道 MOSFET 或 IGBT 开关。通过 I²C/SMBus 接口可对负载电流、总线电压及温度进行隔离式数字测量，从而实现高电压总线的功率和能耗监视。

图 4：具遥测功能的 LTM9100 隔离式开关控制器

组件选择

本文大部分内容都专门用来探讨简化高可靠性电源设计的新功能，或者针对故障或粗暴使用情况保护器件的产品功能。然而，至关重要的是，不要忽视组件质量的重要性以针对预期环境条件选择正确组件级别的重要性。例如 ADI 的军用塑料封装等级器件提供了经过 100% 测试和有保证的性能 (在 -55°C 至 +125°C 温度范围内)，从而免除了对预期存在非常严酷条件的应用电路中的组件进行昂贵二次筛分或特性分析之需。

结论

凭借用户可编程特性、更加精细复杂的片内保护机理和缩减了整体解决方案占板面积的更高集成度，已使高可靠性电源的设计得以简化。数字电源系统管理提供了方法以远程监视和控制电源系统以及进一步改善效率和可靠性。最后，选择一家信誉良好供应商的正确组件等级将降低发生质量和可靠性问题的可能性。