灵活的系统故障保护电路设计

许多应用需要能够自动断开工作电路的电源。此类应用包括雷达和 X 射线系统中高压电源的热关断、关断以限制 PC 卡上电或热插拔期间的浪涌电流，以及关断以确保卡在通电前正确就位。通常，电源故障系统会在系统故障后保持电源关闭，直到故意复位。

图1是一个灵活的电路，用于限制电流或消除电源，以响应用户的命令或其他故障指示信号。它支持手动复位 （MR）、过热和互锁开关输入。例如，U1是一款断路器IC，设计用于在热插拔应用中提供保护。它位于背板连接器的背板/主机侧或可移动卡/远程设备侧，可在主电源打开的情况下将卡或主板插入机架或主机时防止启动故障。

图1.该电路提供一般过流和过热保护

可能有两种主要的故障情况。卡或远程设备上放电的滤波电容器可以提供低阻抗接地，从而暂时使主机电源崩溃。或者，仅部分安装在其连接器中的卡可能会生成错误数据。U1通过在可编程启动期间调节浪涌电流来防止第一种情况，从而使系统能够安全地稳定。在正常工作期间，两个内部比较器提供短路和过流保护（双速/双电平功能）。第二个条件是通过卡外边缘的两个引脚路由U1的电流输出（ON）来处理的（图2）。

图2a

图2B

图 2a 和 2b。为了确保PC卡在底板的卡侧（a）或主机侧（b）正确就位，该IC（MAX4370）将电流路由到卡连接器的外部引脚。

内部电荷泵为外部n沟道MOSFET功率开关（Q1）产生受控栅极驱动。发生故障后，U1锁存Q1，直到被外部复位信号清除。要指示故障条件，请将 LED（或其他故障指示器，如声音报警）连接到 U1 的漏极开路状态输出 （STAT）。检测到故障后，您可以通过将导通引脚脉冲至低电平以 1μS 最小值复位 U20。

开关去抖器 （U2） 的输入保护电压为 ±15kV（用于 ESD）和 ±25V （用于电路故障）。其输入（如图所示连接到常闭按钮开关）可以清除U1上的故障或提供手动复位。Vcc 的内部上拉免除了增设外部上拉电阻的需要。用联锁或单刀单掷开关替换按钮开关可提供电源断开信号，该信号可以实现机箱入侵互锁，或允许技术人员在交换电路卡之前关闭设备电源。由于U2的推挽输出不能与连接到U1的ON引脚的其他信号直接进行OR连接，因此增加了Q2以创建OR开漏连接。

温度开关 （U3） 增加了热保护，其漏极开路输出可以直接（导线-OR'd）连接到 U1 ON 引脚上的其他信号，也可以单独连接回微处理器。凭借其 TO220 封装选项，U3 可以用螺栓固定在散热器上，也可以通过表面安装（SOT23 选项）靠近已知的发热源，例如 R1、Q1 或主负载。在该电路中，U3通过在电路温度变得临界时发出电源断开信号来提供电路保护。低功耗线性稳压器 （U4） 为低压元件 U5 和 U2 提供 3V 电压，但 U4 并非旨在为负载提供系统电源。

审核编辑：郭婷