Проблема ключей верхнего уровня. Бутстрепное управление транзисторными ключами.

Введение

Актуальность темы исследования обусловлена тем, что на рынке электронных ключей все еще доминируют дискретные силовые ДМОП-транзисторы. По основным параметрам - малым сопротивлениям (от единиц милиом), высоким напряжениям (до 1000 В), быстродействию (частота работы до 500 кГц) - они являются почти идеальными ключами и выпускаются в огромном количестве разными производителями.
Большие трудности возникают при формировании механизма распределения ключей криптографического преобразования. Одним из принципов, которого придерживаются многие специалисты в области криптографии, является не секретность используемого способа закрытия. Предполагается, что необходимая надежность закрытия полностью обеспечивается за счет сохранения в тайне ключей. Именно этим объясняется то, что алгоритм и архитектура аппаратной реализации DES были широко опубликованы в печати. Отсюда с однозначностью вытекает принципиальная важность формирования ключей, распределения их и доставки в пункты пользования.
Цель работы – рассмотреть проблему ключей верхнего уровня. Бутстрепное управление транзисторными ключами.
Задачи:
1.Топология ключей.
2.Проблема ключей верхнего уровня.
3.Бутстрепное управление транзисторными ключами .
4.Практические примеры использования силовых ключей.
Структура работы обусловлена целями и задачами исследования. Реферат состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.


1. Топология ключей

В последнее время существенно меняется функционал разработчика. Увеличение степени интеграции микросхем приводит к тому, что разработчик постепенно превращается в своеобразного интегратора решений. Уже давно канули в Лету времена, когда приходилось проектировать дискретные усилители на транзисторах или реализовывать алгоритмы управления на отдельных логических микросхемах. Уже не первый год производители электронных компонентов выпускают интегрированные силовые ключи самого разного функционального назначения, которые реализуют функционал и коммутации, и защиты цепей.
Силовые интеллектуальные ключи все большее применение находят в современных электроприборах. В отличие от силовых полевых транзисторов они защищены от переполюсовки, перегрева, перенапряжения, перегрузки по току, электростатического разряда и для конструктора является очень надежным устройством. Все интеллектуальные ключи управляются сигналом логического уровня и не требуют установки дополнительных драйверов управления[2].
В зависимости от назначения интеллектуальные ключи могут производиться в виде ключей верхнего уровня (нагрузка включена между общей шиной питания и выходом ключа), нижнего уровня, в виде полумостов, мостов, сборок и т.д.
Преимущества интеллектуальных ключей обуславливают их привлекательность для применения в различных устройствах для замены мощных полевых транзисторов или электромагнитных реле. Интеллектуальные ключи с программируемой отсечкой тока являются последней разработкой компании International Rectifier, не имеющей в настоящее время аналогов у других производителей. Они относятся к совершенно новому классу интеллектуальных силовых коммутаторов, позволяющих простыми средствами управлять мощностью потребителей активного и индуктивного типа. Новая серия включает три типономинала мощных интеллектуальных ключей верхнего уровня с программируемой отсечкой тока.
Особенностями данных ключей являются: [3]
 токовая обратная связь по цепи нагрузки без применения датчиков тока;
 программируемый порог срабатывания защиты по току;
 привязка входа к напряжению источника питания в качестве опорного;
 активное ограничение протекающего через нагрузку тока;
 защита от электростатического электричества;
 защита от перегрева;
 защита от переполюсовки источника питания.
Коммутатор нагрузки (Load Switch, или КН) обеспечивает безопасную и надежную коммутацию нагрузки в системах распределенного питания. Коммутатор нагрузки используется для формирования последовательности включения шин питания, ограничения пускового тока, для уменьшения токов утечки.
Мультиплексор шин питания (Power MUx) схож с коммутатором нагрузки, но играет роль мультиплексора. Мультиплексор шин (МШ) позволяет осуществить выбор из нескольких входных шин.
Электронные предохранители (eFuse) и контроллеры горячего переключения питания (Hot Swap) обеспечивают дополнительную защиту силового тракта, предохраняя его от перенапряжений или провалов напряжения, а также от превышения током порогового значения. Контроллер Hot Swap позволяет осуществлять замену модулей и блоков системы без выключения питания, предотвращая возникновение переходных процессов, которые могут повредить компоненты системы.