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能够产生200A、75V瞬变的SPST双极性电源开关(07-100)

—— SPST bipolar power switch generates 200A, 75V transients
作者:Maxim公司 Alfredo H. Saab,Tamer Mogannam时间:2009-03-04来源:电子产品世界

  通用电源或电源IC的测量存在一个普遍问题,即对开关能力的要求,要求开关能够产生瞬变,处理必要的大电流和脉冲电压。这样的开关必需能够连接各种拓扑结构的电路,具体取决于被测电源的类型及其应用。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/92065.htm

  有些情况下,可以采用商业化的测试负载或开发一套测试流程。如果开关的一侧连接在电源的公共端,测试过程将相对简单。否则,就必须设计开关驱动器,使设计变得复杂。一个足够灵活、能够支持电源瞬态故障测试的开关将是一个非常有用的测试工具。综上所述,可以归纳出对这种开关的要求,包括最大额定电压和额定电流,用来测试目前市场上多数中等功率的电源。

  这种开关应该能够处理100A的电流,承受至少75V的开路电压。开关需要在两个方向满足电流、电压的要求,因为一些测试会产生电流振铃,有些电源电路需要双极性输出。开关的通、断速度应该保持在几十纳秒以内,以便观察电路的瞬态响应。开关的串联电阻必须足够低,串联电感也必须非常低,这意味着需要采用紧凑的物理结构和非常短的电流路径。此外,还要求开关提供电气隔离,具有非常低的输出对地电容。总之,对于开关的基本要求是当开关连接到电路时不影响电路的性能和响应。

  图1所示开关设计满足上述多项指标的要求,它通过一个数字隔离耦合器实现,该耦合器的端到端电容小于1pf。总传输延时为80ns,输出上升时间接近40ns。输出级由两个低RDSON的MOSFET构成,能够处理双极性200A、75V的电源瞬变。

  开关元件(两个反向连接的输出MOSFET)具有7m?导通电阻和25nH导通电感。导通状态下,对于双向电流 (包括零点)表现为线性电阻,类似于导线连接,不会引入谐波失真。

  对于吸收电流大于50A的小阻值负载,开关上升时间(定义为瞬间导通)由导通电感决定。电流较低时,上升时间小于40ns,下降时间(瞬间关断)主要由负载阻抗决定。

  电路隔离侧(开关)的电源由一组3节3V锂离子原电池串联而成 (CR2025锂锰电池)。对于几kHz的开关频率,标称值为170mAh的这种电池能够连续使用一个多月。对于常见的测试平台,电池的使用寿命大概为3个月。

  输入为0V至5V的数字信号,只要求上升沿和下降沿时间小于20ns,最小脉宽为50ns(通或断)。传导电流小于18A时,开关处于不确定的通或断状态。

  图1a


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