ZHCSYH5A June 2025 – September 2025 XTR200
PRODUCTION DATA
7.1.2 误接线保护
有时，在工业环境中安装现场变送器时会发生误接线故障。如果 XTR200 的 OUT 引脚错误地连接到电源并且 VSP 引脚接地，则这些引脚之间的片上 ESD 二极管将正向偏置。正向偏置会导致大电流流动并损坏 IC。图 7-2 展示了增加一个与 XTR200 电源串联的误接线保护二极管。该二极管可防止反向电流通过 ESD 二极管从 VSP 引脚流出。布置在 VSP 引脚上的电源旁路电容器 CBYP 为使片上 ESD 二极管正向偏置的高频 ESD 事件提供了一条低阻抗接地路径。在计算最小电源电压时，包括误接线保护二极管的正向压降，以便为 XTR200 提供必要的余量。
图 7-2 与电源串联的基本误接保护二极管图 7-3 展示了一个基本的反极性保护电路，可在接地电压超过电源电压或负载电压时保护 XTR200。在正常运行中，NMOS 晶体管通过电阻器 R1 和 R2 导通。请根据预期电源电压范围，选择能使 NMOS 获得合适栅极电压的电阻值。齐纳二极管 ZD1 可保护 NMOS 栅极免受过压影响。若 VSupply 电压较低而接地端电压较高（反极性状况），NMOS 将关断，从而阻止电流流经片上 ESD 二极管。选择具有低 RDS(ON) 的 NMOS 晶体管，以更大程度地减小接地电势差。
图 7-3 基本反极性保护若接地连接与电源短路而负载仍保持接地，图 7-3 功能将无法为 XTR200 提供保护。图 7-4 添加了额外的保护电路，以限制流经 GND 和 OUT 引脚之间 ESD 二极管的电流。在正常运行中，当该 ESD 二极管反向偏置时，等于 JFET Q1 和 Q2 IDSS 的电流会流经电阻器 R3，从而使 PNP 晶体管 Q3 导通。这将打开与接地连接串联的 NMOS 晶体管。如果 ESD 二极管正向偏置，Q1 的栅极会被拉至源极以下，夹断通道并大幅降低漏极电流，从而关断 Q3 以及与地串联的 NMOS。
图 7-4 在接地对电源短路的情况下提供误接保护IO-Link 收发器会产生较大的地电流，当这些电流流经错接保护电路时可能引发瞬态地电压。然而，许多 IO-Link 收发器（如 TI 的 TIOL112）集成了内部误接保护，因此可以绕过本节中所述的外部保护电路（如 图 7-5 所示）。
图 7-5 集成了误接保护功能的 IO-Link 器件可以绕过保护电路