机载计算机电源系统的过压保护电路

机载计算机电源系统的过压保护电路

　　VICOR电源的DC/DC变换器都是固定输出模式，但为了方便用户，又设置了输出电压调节端。当输出电流较大，传输线路较长时，为弥补线路上的压降，需要将输出电压调高。如某电子组件的＋5V电源就设置一个调压电阻R3，调节原理如图3所示。

图3输出电压调高

　　调节原理是改变基准电压，若将＋5V调高至5.2V，即调高了4％，因而基准电压2.5V也应调高4％。

2.5(1＋4％）V=2.6V

　　流经10kΩ电阻的电流为(10kΩ电阻设在模块内部)　　流经R3的电流也应为10μΑ　　(4)保护电路的设计

　　一般集成电源都设有过流保护，VICOR电源VI－200系列设有过流、过压和过热保护；但VI－J00系列无过压保护，若要设置过压保护可如图4所示来实现。

　　当＋5V过压时，可利用＋15V使晶闸管导通，使光电耦合器饱和导通，从而关掉N1DC/DC变换器的禁止门，使输出电压为零。

　　防雷击保护，可在输入端加瞬变电压吸收二极管(TVS)。

热设计

　　电源的散热设计是可靠性设计的重要组成部分。性能优良的电源模块，也有将近20％的功率损耗，这将产生大量的热量，如何将这些热量传递出去是热设计的主要任务。抗恶劣环境计算机一般都采用密封的标准机箱，热的传递方式主要是传导。电源模块产生的热量从模块的基板经接触面传到散热器(板)上，热量传过两者之间的接触面将使温度降低，热设计的任务之一是将这种温度降低到最小程度，即将基板的热量尽量多的传递到散热器(板)上。如果将接触面模型化为“热阻”(θbs)，也就是要将θbs减小到最小程度。基板温度(Tb)等于接触面温度与散热器(板)的温度(Ts)之和。接触面的温降值等于电源的功率损耗(Pdiss)与接触面热阻(θbs)的乘积。即

Tb=Ts＋Pdiss×θbs(7)

VICOR电源的最高工作温度(指基板温度)分别为85℃(VI－200)和100℃(VI－J00)。例如，在实际工作环境温度最高为60℃时，要控制基板温度低于85℃(如70℃)，利用式（7）计算公式求出接触热阻θbs。

　　设输出最大功率POM=135W

　　转换效率η=82％

图4过压保护电路

　　则最大功耗Pdiss=POM(1/η－1)=30W

在高温＋60℃的温箱中，散热板的温度等于环境温度Ts=T=60℃　　使θbs减小的办法是加大接触面，改善接触面的粗糙度，并使用导热胶或VICOR提供的热护垫(GRAFOIL)。当接触面的粗糙度≤5‰英寸，并使用热护垫，可使θbs≤0.1℃／W。