航空供電系統低壓直流電源一般是28 V，其中常伴有80 V/50 ms的浪涌電壓[1]。機載用電設備對電源浪涌電壓有著嚴格的要求[2]。28 V直流浪涌電壓的要求是用電設備承受電壓尖峰VPK為80 V，持續50 ms的浪涌電壓以后不發生任何故障。而有的機載設備要求能夠防50 V、持續時間為50 ms的浪涌電壓，并且規定了50 V電壓從0.05 s開始降到31.5 V的放電時間為7.68 s?，F有的電壓保護電路[3-5]通常器件較多，電路復雜而且笨重，可靠性差。本文設計的電路采用了LT4356芯片和線性場效應管APL502L作為核心器件，電路簡單、可靠性高，能夠達到各項指標要求。
1 電路設計
    電壓保護電路主要包括輸入電流檢測、功率器件、輸出電壓檢測、控制電路等部分。該電路采用了凌力爾特公司（Linear Technology）的LTC4356芯片和線性區場效應管(Linear MOSFET) APL502L為核心器件。LTC4356是LT公司推出的一種過壓保護穩壓器，該器件能同時進行過壓和過流保護，為航空電子設備等下游組件提供了可靠的前段保護。其工作電壓范圍為4 V～80 V，可以處理100 V甚至更高的瞬態電壓，并在不對自身和負載造成損壞的前提下提供低至-60 V的反向輸入保護，非常適合汽車、工業及航空電子應用。APL502L是ADVANCED POWER TECHNOLOGY公司開發的一種線性區MOSFET，非常適合工作在線性區，具有正偏安全工作區（FBSOA）范圍廣、耐高壓和大電流、功率耗散高等特點。該電壓保護電路用簡單的IC和MOSFET解決方案取代了復雜笨重的保護電路，可以根據需要設置防浪涌電壓和電流保護時間，具有結構簡單、可靠性好、電路損耗低、同時進行過壓和過流保護等優點。
1.1 過壓保護設計
    如圖1所示，LT4356通過一個電壓比較器將FB端反饋電壓和一個1.25 V基準電壓比較來控制GATE端的輸出以實現電路的電壓保護功能。R5和R6兩個電阻分壓連到LT4356的FB端，發生過壓保護時，在定時周期內芯片GATE端控制MOSFET繼續保持導通，直到時間超過設定的定時周期時，GATE端控制MOSFET關斷，保證系統保持一定時間內的瞬時浪涌電壓。首先，計算輸出箝位電壓VREG為35 V過壓保護時R5和R6的取值。

    實驗結果顯示該電路能夠安全工作在80 V/50 ms的浪涌電壓的情況下，將輸出電壓穩定地箝位在35 V，對后級電路和設備起到有效的保護作用。
    如果浪涌電壓下降緩慢，其實際過壓時間已經遠遠超出50 ms，此種情況下根據后級設備或電路的特點可以通過適當提高箝位電壓來減少過壓時間，但是一般不推薦過壓時間超過100 ms，過壓時間過長，場效應管容易損壞，可靠性降低。此外，還可以使用兩級電壓保護電路串聯，前級先將輸出電壓箝位在55 V左右，后一級過壓保護電路再將55 V輸入箝位到35 V左右同時增加過壓保護時間，這樣可以減少場效應管所受到的應力，增加系統的可靠性。
參考文獻
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