能够产生200A、75V瞬变的SPST双极性电源开关(07-100)

　　IC3的另一半和IC4的两路驱动器并联，其输入连接至双稳态输出，利用并联输出驱动两个反向连接的低RDSON MOSFET(IRFB3077)的栅极，两个MOSFET的漏极接外部电源，两个栅极和两个源极分别接在一起。三个驱动器并联后可有效提高功率MOSFET的开关速度，因为每个驱动器可提供4A的峰值电流，并联后总电流可以达到12A，MOSFET源极接电池负极。

　　MAX5048的输入逻辑简化了边沿检测电路的设计，MAX5054的低静态电流有助于延长电池的使用寿命。因此，本设计中使用了类似但不相同的IC，分别用于低边(控制和隔离，IC1、IC2)和高边 (功率驱动，IC3、IC4)驱动。

　　图1b给出了电源开关的等效电路，包括主要的寄生元件。对于整个供电电路，开关能够承受的连续功率取决于散热器。散热器会显著增大寄生输出电容，本设计中没有包括散热器。处理200A脉冲电流时需要一些补充条件，必须将脉冲宽度限制在8ms以内，开关占空比限制在0.5%以内。对于80A的瞬态信号，脉冲时间不受限制，持续时间较长(达到50ms)，但占空比不得超过3%。

　　室温下切换一个未经箝位的电感时，电路能够吸收的能量是280mJ(单个脉冲，不重复出现)或200mJ(最大占空比为1%的脉冲)。耦合变压器设计要求小尺寸、低绕线电容：原边一匝、副边两匝，绕制在Fair-Rite 7.5x7.5m的铁氧体磁珠。变压器结构决定了开关负载和开关控制电路两侧的最大压差。使用普通的漆包线绝缘架构时，可以提供1kV隔离，如果使用聚四氟乙烯或质量更好的绝缘材料，则可提供1kV以上的隔离。对于要求更高隔离电压的设计，还需考虑封装。

　　T1的铁氧体磁芯为导体，不能在同一时刻连接到开关两侧，开关内部没有闭锁保护，操作之前必须检验锂电池的状态。上电后没有电路能够保证开关处于确定的状态 (导通或关断)。因此，在接通其它电源之前必须先打开开关电源。开关状态由最先作用到输入端的瞬态决定，在给其它部分供电时至少使开关通、断一次。

　　图2-图4中顶部波形为数字输入，底部波形是通过一个0.25?电阻负载观察到的5?s脉冲波形，负载通过开关接50V电源。因为电压波形作用在一个低电感薄膜电阻，可近似表示开关的电流波形。图3所示近似200A的脉冲波形给出了过冲和上升时间 (60至80ns)，上升时间受高边电流通道寄生电感、电容的影响。图3给出了该脉冲的上升时间和传输延时，图4给出了下降时间和断开时的传输延时。 

　　图2 图1测试结果，(1)控制信号，(2)在0.25?电阻两端测试的5?s脉冲，电源电压为50V