航空和国防应用的电源保护

凌力尔特向国防工业供应高性能模拟集成电路已经近 30 年了，一直奉献各种资源来支持该市场的专门需求。凌力尔特提供包括工业、汽车和军用温度范围在内的多种产品级别以及业界领先的质量和 0.1 FIT 级的"同类最佳"可靠性。

引言
LRU (现场可更换单元) 是模块化子系统，采用同样的标准物理及电气接口。LRU 广泛用于军用和民用航空领域，在这类应用环境中，简单的单元替换可简化偏僻位置的维护工作。每个 LRU 都必须设计为符合严格的规范和标准要求，以确保兼容性并在严酷的环境中可靠工作。
本文将讨论 LRU 电源接口，尤其要讨论的是，在电压尖峰、浪涌及纹波形式电源异常情况下，与防止下游 DC/DC 转换器和线性稳压器损坏有关的要求。

尖峰、浪涌和纹波
尖峰和浪涌的定义在不同的标准中略有差异。各国都制定了自己国家的政府军用标准，同时飞机制造商则引用自己的规范，而 RTCA (航空无线电技术委员会) 制定了国际性的标准，以在前两者之间建立起衔接的桥梁。表 1 罗列了其中三种主要的参考标准并汇总了其瞬态要求。
表 1：瞬态要求概要

*  每个尖峰的最大能量为 15mJ


因可用空间的限制，以上只是必须满足的"笼统"条件；每种规范都包含有详细的性能曲线示意图和测试条件。MIL-STD-1275D标准的"仅发生器模式"的纹波规格给出的是最坏情况示例，正常工作模式规定为偏离稳态条件±2V。其他的国家级规范还有很多，比如英国政府制定针对军用车辆的 DEFSTAN 61-5 (第六部分)，该标准的要求与MIL-STD-1275D具有广泛的相似性，不过其针对的是 12V 和 24V 系统。
系统必须设计为能承受所规定最坏情况下的条件而不被损坏，但通常情况下的目标是，开发一个在达到预先确定的安全停机点之前，能在规定的瞬态变化范围内持续工作的电路。在有些情况下，因为需要缩小组件的物理尺寸，所以在所允许的 LRU 机箱内，不可能完全满足规范要求，这就需要在客户和供应商同意的情况下修订规范。
这种多样性导致很难开发一个满足所有需求的单一解决方案，而且项目不同，标准要求也有很多变化，需要调整以满足工作环境对正在开发 LRU 的要求。结果，设计师往往采用就事论事的方法，不同情况采用不同的保护电路。