ZHCABC1 August 2020 ADS8588S , ADS8681 , ADS8686S , ADS8688
设计步骤
根据以下指导原则选择一个双向 TVS 二极管：
VR ≥ Vin。VR（TVS 二极管的关断电压）是 ADC 的正常输入电压，在 ADS8686S 器件上为 ±10V 且没有超范围。
VBR < Vin_Abs。VBR（TVS 二极管的关断电压）是 ADC 的绝对输入电压，在 ADS8686S 器件上为 ±15V。
根据这些指导原则，本设计使用了 Taiwan Semiconductor Co., Ltd. (TSC®) 的 PGSMAJ10CA 双向 TVS 二极管，以保护 ADS8686S 免受电过应力的影响。
此外，根据以下限制选择一个双向 TVS 二极管：
低漏电流，因为漏电流在流经串联电阻时会转化为失调电压误差。
低电容，因为电容不是恒定的，并且与施加到二极管的信号电压有关的较大电容变化会使输入信号失真并导致失真。
TVS 二极管会在故障条件下消耗最大功率。TVS 二极管的稳态功耗应高于故障信号的最大功率。
在本设计中，最大电过应力信号为 ±40V（这在工业系统中很常见），PGSMAJ10CA 的最低击穿电压为 11.1V (VBR_Min)，PGSMAJ10CA 的最高击穿电压为 12.3V (VBR_Max)。下表列出了 Eaton Corporation (Eaton®) 的 PTC 保险丝的关键参数。
条目
器件型号
Vmax_PTC(V)
Imax_PTC(A)
Ihold(A)
Itrip_PTC(A)
Rmin_PTC(Ω)
Rmax_PTC(Ω)
1
PTS120660V005
60
100
0.05
0.15
3.6
50
2
PTS120660V010
60
100
0.10
0.25
1.6
15
3
PTS120660V005
30
100
0.12
0.29
1.4
6
4
PTS120660V005
30
100
0.16
0.37
1.1
4.5
5
PTS120660V005
24
100
0.20
0.42
0.65
2.6
-
选择 PTC 保险丝时要考虑的第一个标准是最大故障电压。将此标准应用到表中可消除第 3-5 项，因为它们的最大工作电压低于故障电压。
-
下一个标准是检查最大故障电流是否低于 PTC 最大额定值。
-
下一个标准是确保最小故障电流大于保持电流额定值。这可确保 PTC 保险丝在故障条件下保持跳闸。对于此标准，应使用温度降额曲线来找到最高保持电流。
- 最后，选择符合所有其他标准且具有最低跳闸电流的器件。选择具有低跳闸电流的器件可以提供更好的保护，因为它会以较低的电流电平跳闸。本示例中选择的是 PTS120660V005。
-
电阻器 R0xP 与电容器 C0x 一起充当滤波器，并在故障条件下限制流向 ADC 输入端的电流。ADS8686S 的绝对最大输入电压 (Vin_Abs) 为 ±15V，最大输入电流 (Iin_Abs) 为 ±10mA。当 23.5A 峰值电流 (IPP) 短暂流经 PGSMAJ10CA TVS 二极管时，它的最大钳位电压 (VC_Max) 为 17V。因此，最小值可以由以下公式确定：
与 R0xP 并联的电容器 C0x 用于滤除前端电路的噪声。确切值可能不是非常重要，因此我们在此设计中使用 1nF 的标准值。