ZHCT922 March 2025 LM5066I , TPS25984B
电子保险丝广泛用于前端的机架式服务器模块,以提供输入保护并实现热插拔功能。图 2 展示了机架式服务器的典型配电架构,其中输入来自 12V 背板,然后从电子保险丝分配到所有下游负载。电源路径涉及背板、PCB 线路和接口连接器,会引入寄生电感 (L),进而在故障事件期间产生意外的瞬态电压。
图 2 12V 机架式服务器配电的典型方框图。我们来定量分析 L 对电子保险丝的影响,如 图 3 中所示。在输出短路的情况下,电子保险丝会在 1µs 内瞬间将大量电流从大约 200A(过流)中断到 0A(关断以实现保护),从而导致较大的电流瞬态 (di/dt),如 方程式 1 所示:
此电流将被捕获为寄生电感中的能量,并产生浪涌,表示为 方程式 2:
–20V 浪涌将与 12V 输入电源串联,并将有效地产生 32V 正电压峰值,超过德州仪器 (TI) TPS25984B 电子保险丝的 20V VIN 绝对最大额定值。同样,输出电感会在输出端产生负电压峰值。
为防止出现这种情况,瞬态电压抑制器 (TVS) 二极管将钳制正极侧的电压,而低正向电压续流肖特基二极管将钳制负极侧的电压。为了确保提供可靠的系统保护,必须仔细选择这些元件。
图 3 电源开关中故障电流突然中断引起的电感反冲电压。