2022-07-25

ADI 戰略營銷總監-針對航太和國防的應用-電源管理解決方案

作者

加比諾-阿隆索Gabino Alonso 目前是 Power by Linear™ Group 的戰略營銷總監

導言

ADI公司廣泛的天線到比特解決方案產品群組使當今的任務關鍵型和堅固耐用的先進飛機、空間系統和國防平台成為可能。ADI元件和高性能信號鏈解決方案高度集成,可減小尺寸、重量和功耗要求。高性能信號鏈器件的最佳性能需要互補的低雜訊和高效率電源管理解決方案。

ADI面向航空航太和國防電源系統的電源產品經過設計、開發和工廠測試,符合或超過加固型系統的性能和可靠性標準。廣泛的產品選擇還具有高功率密度、高效率、低EMI性能和易用性的獨特組合。ADI的電源產品群組分為兩大類:功率調節和功率監控、控制和保護。本文重點介紹幾款非常適合下一代航空航太和國防應用的高可靠性電源管理產品。

產品可用性

在ADI,產品有年份,而不是年齡。ADI的電源產品在發佈幾十年後才上市,我們認為應避免過時。當無法避免時,我們會根據JESD48A提前兩年通過產品停產通知通知客戶。ADI繼續通過對傳統產品提供卓越的長期支持來支援ADEF市場的特殊需求。有關更多資訊,請查看我們的產品生命周期資訊

100% 工廠測試

航空航太和國防電源管理解決方案需要可靠性,即使在惡劣的環境條件下也是如此。ADI的電源產品群組繼續以業界領先的品質和可靠性支援ADEF電源管理市場的特定要求。LT、LTC、LTM 和 LTP 前置綴產品有多種溫度等級可供選擇,為了保證性能,所有產品均在室溫下進行了 100% 電氣測試,符合數據手冊的電氣特性限值。此外,用 突出顯示🔴的數據手冊電氣特性是在高溫和低溫下根據數據手冊電氣特性限制進行電氣測試的樣品。允許零故障。有關溫度等級的具體細節,請參閱單獨的數據表。

圖 1. 根據數據表電氣特性限制在高溫和低溫下進行電氣測試的樣品。

圖1. 樣品在高溫和低溫下進行了電氣測試,符合數據手冊的電氣特性限值。

軍用塑膠級 MP 是一種商用現貨 (COTS) 解決方案,可在軍用溫度範圍內保證性能。MP 級設備在高溫和低溫下進行了 100% 電氣測試,包括額外的檢查、嚴格的過程控制、溫度迴圈以消除嬰兒死亡率故障以及增強的可靠性監控。可以通過考慮其他溫度等級來擴展器件選項,例如高溫汽車 (H) 和工業 (I)。 在 analog.com 參數表中過濾這些溫度範圍,方法是單擊選擇參數並選中溫度範圍代碼選項。

表 1.航空航太和國防電源管理產品溫度等級

選擇溫度等級數據表性能隨溫度變化*室溫測​​試 (25°C)冷熱測試溫度*熱樣品測試冷態樣品測試
MP–55°C 至 +125°C 或 +150°C100%–55°C 和 +125°C 或 +150°C100%100%
H–40°C 至 +125°C 或 +150°C100%–40°C 和 +125°C 或 +150°C100%1000/lot
I–40°C 至 +85°C100%–40°C 和 +85°C1000/lot1000/lot
* 或在數據表中指定

ADI公司為空間級耐輻射(RT)電源產品提供多種線性穩壓器和開關穩壓器解決方案。有關這些產品的更多資訊,請參見空間技術解決方案頁面。

強大的軟體工具可加快設計速度

ADI提供完整的電源管理工具,使電源系統和電路的設計更加容易。使用LTpowerPlanner®進行系統級電源樹設計,從LTpowerCAD®開始尋找解決方案並優化電源設計,並使用LTspice®進行電路模擬。有關複雜多軌系統的終極配置、診斷和調試工具,請查看 LTpowerPlay®世界一流的電源設計工具可供免費下載。

圖 2. 電源管理工具套件。

圖 2. 電源管理工具套件。

μ模組穩壓器,用於在狹小空間內提供高效電源

μModule®穩壓器是出色的完整系統級封裝電源管理解決方案。封裝包括控制器IC、功率電晶體、電容器、補償電路和電感器。所有產品均在最終封裝中按照數據手冊的電氣特性限值進行測試。增強的熱性能和解決方案尺寸是μModule設計理念的最前沿,可防止笨重的機械和散熱。採用高效率和低 EMI 設計,簡化了認證並縮短了設計時間。μModule產品系列支持多種拓撲結構,包括降壓、升壓、降壓-升壓、隔離式和反相穩壓器。

許多μModule產品採用BGA封裝,採用SnPb表面處理,並以封裝最高標記(e0)區分,同時還符合JEDEC標準J-STD-609。有關PCB組裝的更多 BGA 製造指南,請訪問我們的 μModule 設計和製造資源頁面。要在其他產品系列中搜索 SnPb 表面處理,您可以在  我們網站的參數表中添加和過濾端子表面處理 (PB)。

圖 3. LTM4700 (BGA) 在 100 A 下從 12 V 降壓至 1 V 的封裝和熱圖像,氣流為 200 LFM,無散熱器。

圖3.LTM4700 (BGA)在100 A時降壓12 V至1 V的封裝和熱圖像,具有200 LFM氣流且無散熱器。

利用靜音開關穩壓器降低 EMI

ADI電源產品群組獨有的靜音開關穩壓器在高開關®頻率下提供高效率,同時保持超低EMI輻射,輕鬆通過CISPR 25 5 Class 5峰值EMI限值,同時工作在2 MHz開關頻率,效率達到95%。這些功能豐富的開關穩壓器的最大輸入電壓範圍為 5.5 V 至 65 V,提供 1.2 A 至 20 A 的輸出電流,並具有 200 kHz 至 5 MHz 的可程式設計開關頻率。該技術的第二代靜音開關2增加了內部旁路電容和集成基板,以進一步改善EMI。集成元件使低EMI設計對PCB佈局不敏感,簡化了設計和生產,並降低了性能風險。靜音開關μModule降壓穩壓器集成了電感器,進一步降低了設計和生產風險。

圖 4. 採用雙通道 4 A、42 V、同步降壓 Silent Switcher 2 技術降低 EMI,靜態電流為 6.2 μA。

圖4.採用雙通道 4 A、42 V、同步降壓靜音切換器 2 技術,靜態電流為 6.2 μA,可降低 EMI。

超低雜訊、高PSRR、低壓差線性穩壓器

超低雜訊、超高PSRR低壓差(LDO)線性穩壓器是為精密感測器、高速和高解析度數據轉換器、頻率合成器和其他雜訊敏感器件提供穩壓良好電源的重要組成部分。ADI公司的正負LDO穩壓器電源系列具有超低輸出雜訊和超高電源紋波抑制(PSRR)的產品。LDO穩壓器涵蓋1.8 V至20 V(–20 V至–1.8 V)的寬輸入電壓範圍和200 mA至500 mA的寬輸出電流範圍。

許多ADI功率LDO穩壓器可以輕鬆並聯,以進一步降低雜訊,增加輸出電流,並將熱量分散到PCB的更寬區域。其他特性包括可程式設計電流限制和電源良好,以及VIOC功能,當LDO穩壓器與開關穩壓器一起使用時,該功能可最大限度地提高效率和系統瞬態回應。

表 2. PSRR 大於 70 dB 的高 PSRR LDO 穩壓器

 LT3093LT3094LT3042LT3045
Regulated VoltagesNegativeNegativePositiveNegative
Output Current (mA)200500200500
Output Noise (10 Hz to 100 kHz)(μV)0.80.80.80.8
Spot Noise at 10 kHz (nV/√Hz)2.2222
PSRR at 1 MHz (dB)73747976
Programmable Current Limit
Programmable Power Good
VIOC Capability –1 版本
Parallelable
Fast Start-Up Capability

ADI 還提供種類繁多的高性能線性穩壓器,其中包括高電壓 PNP 線性穩壓器。

突波抑制器:過壓和過流保護

前端保護在面臨不可預測輸入的緊湊系統中尤為重要。ADI公司的電源突波抑制器保護解決方案涵蓋軍用和航空電子標準中記錄的所有類型的突波和瞬態事件,包括ISO 7637-2、ISO 16750-2、MIL-STD-1275和DO-160,無需使用笨重的無源元件,這些元件不能保證功率傳輸,並且在將高能量分流到地面時可能會永久損壞。

圖 5. 使用DC2150A-C 演示電路的 MIL-STD-1275D 100 V/500 ms 浪湧抑制器測試。

圖5.MIL-STD-1275D 100 V/500 ms 突波抑制器測試 使用 DC2150A-C 演示電路。

通過使用MOSFET將最大輸出電壓箝位至用戶程式設計電平,ADI的電源保護解決方案在瞬態事件上具有精確的穿越操作,確保可靠運行而不是斷開。突波抑制器還增加了在擴展故障時斷開輸出的能力,允許可程式設計電流限制和欠壓鎖定,並且在使用背靠背MOSFET時通常提供反向電池保護。

結論

Power為下一代航空航太和國防應用提供廣泛的領先解決方案群組,具有高可靠性、堅固耐用的產品,可滿足長使用壽命和惡劣環境標準。訪問我們的航空航太與國防網站,輕鬆訪問相關產品和技術設計資訊。其他線上資源包括產品數據手冊、增強型推薦產品 (AQEC) 器件清單、應用筆記、技術文章、LTspice 演示電路、設計工具和 EngineerZone® 論壇。 本地技術支援專家可説明您快速將設計概念轉化為適銷對路的加固型解決方案。

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