3.2 使用TPS7A78实现紧凑的具有磁性免疫的电源设计

有人试图篡改[听不清]的 最常见方法之一是 在其上涂抹磁铁，这会影响变压器 和电源。 为了演示磁铁如何影响 [听不清]核心变压电源， 我们测量了电源的输出电压。 在这里，我们看到当每个相位被施加230伏时 它是3.391伏特。 现在，我们将看到 当我们将强大的磁铁应用于电源变压器时的 读数。 对于这个测试，出于安全原因， 我们放置了比用于电子仪表在物理大小上 更小的磁体，但是我们 将其放置在更靠近变压器的位置，以便 更好地模拟有人 进行磁性篡改时的实际情况。 在这里，我们将磁铁放在[听不清] 核心变压器的顶部。 我们关上系统，并把与我们源发生器 相同的230伏输入进去。 如果你着眼于电源的输出电压， 我们发现电压不会达到3.391伏。 事实上，正如您所期望的那样，它不会超过0.1伏特。 这是因为磁铁 对电源变压器的影响。 为了应对磁篡改攻击， 使用具有磁免疫力或足够 耐磁阻的电源变压器， 例如使用铁粉芯变压器， 以便它们能够承受这些攻击。 在不需要具有大的最大电流输出的 电源变压器的系统中， 通常还可以看到与此相对地使用 电容下降变压器电源，因为它们具有磁免疫性。 在TIDA010036设计中，电容下降电源 被用于抗磁干扰。 对于系统中不会消耗 太多电流的磁性免疫电源， 可以使用电容下降电源。 在该电源中，使用 高压电容器分压主电压。 还增加了一个电阻器，以更好地承受电涌事件。 在左侧，您可以看到使用LDO （如TLB70433）的传统电容下降电源。 为了实现这些，使用齐纳二极管， 如上面的ZT2一样。 流过电容器的电流 可以流过负载或流过齐纳二极管。 因此，可以驱动负载的最大电流 由流过电容器的 电流决定。 为了增加可用的最大电流， 可以增加电容器的值。 然而，增加电容器尺寸的一个缺点 是电容器成本随着尺寸而增加。 此外，增加电容 也会增加电源的 VA消耗。 通常有法规限制仪表的 最大VA消耗量。 传统的电容下降电源效率不高。 对于给定的VA限制，传统的电容下降电源 具有有限的最大电流输出。 因此传统的电容下降电源只能用于 不会消耗太多电流的 电源负载。 ADS131M04具有三种可选功耗模式， 其可通过带宽和性能扩展功耗。 这些模式是高分辨率模式、低功耗模式 和极低功耗模式。 在具有传统电容下降电压的系统中， 实际上，成本并不重要，ADS131M04的低功耗 或超低功耗模式 可用于最大限度地降低 此设备的电流消耗， 从而降低电容下降电源 所需的电流驱动，因此，减少了电容器尺寸 和电容下降电源的成本。 从电容下降电源里获得更多电流驱动的一个选择是 使用降压步降转换器，而不用具有 高压齐纳二极管的LDO。 通过使用降压转换器的大输入电压， 这可以获得更大的最大电流输出， 因为输出电压会更小。 然而，降压转换器的一个缺点是 它需要电感器，其可能受到 磁篡改的影响。 TIDA010036设计采用TPS7A78设备， 而不是使用具有磁性元件的降压转换器， 而是使用TPS7A78设备，来创建一个电容降电源， 其电流驱动比传统的电容下降 LDO电源更大，而且不使用 磁性元件。 在右侧，您可以看到本设计中使用的 电容下降电路。 该设备使用内部的有源钳位， 而不用通常用于 特殊电容下降电源的齐纳二极管。 此外，该设备使用一个四对一的开关电容级， 其将输入电压除以4， 这意味着输入电流乘以4。 因此，我们能够从传统电路 获得更大的最大输出电流， 而无需使用磁性元件，比如 在带有降压转换器的电容下降电源中用的那种。 TPS7A78的较大电流驱动输出 意味着您可以使用传统的电容降电源 从相同的电容器大小里获得更多电流驱动器 和/或您可以减小电容器尺寸，以获得 与传统电容下降电源相同的电流驱动输出。 TPS7A78还在开关电容的输出级 集成了LDO， 以调节输出电压，并减少纹波。 此外，该设备还具有集成的电源 故障指示，可用于潜在停电的 早期警报，以便微控制器可以 采取任何所需的操作。 此外，TPS7A78设备具有电网指示， 当LDO输出端的电压 大于所需LDO输出电压的90％时， 该指示会显示出来。 该电网指示可用于 在停电后恢复供电时 通知系统。 TPS7A78和TPS7A78的集成有源钳位、 集成LDO和集成电源故障指示所允许的 减小的电容器尺寸 可降低此电容下降电源所需的