TIDA-010008

用于为电网应用提供瞬态保护且基于平缓钳位 TVS 的参考设计

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TIDA-010008

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概述

该参考设计采用多种方法，使用平缓钳位浪涌保护、ESD 器件、电子保险丝或负载开关，来保护交流或直流模拟输入、直流模拟输出、交流或直流二进制输入、带高侧或低侧驱动器的数字输出、LCD 偏置电源、USB 接口（电源和数据）和具有 24V、12V 或 5V 输入的板载电源（用于多个电网应用），防止过压、过载和瞬态（1.2/50µs，42Ω）的影响。该设计可监测温度、湿度、磁场和电源以进行诊断。

特性

针对 ADS8688 (±20V)、ADS8588S (±15V) 输入范围和 DAC8771 (±15V) 输出范围的过压和瞬态 (±1.5kV)，保护交流或直流模拟输入或输出
针对连接到具有 ±4V 输入范围的 ADS131E08 或 ADS131A04 的交流输入提供输入过压和电流传感器开路保护
使用电压检测器、自供电隔离式数字输入接收器和数字输出驱动器（额定输出电压为 24V 且具有高侧或低侧驱动功能），保护数字 IO 免受 24V 或 48V 额定二进制输入或输出的过压和瞬态影响
通过单个 5V 输入和用于 SAR 或 Δ-Σ ADC 的精确、稳定基准生成模拟电源（包括用于交流模拟输入测量的双电源）
通过可编程或固定输出电流限制和差动 USB 数据线，保护板载电源免受瞬态和过载影响，包括针对 18V USB 电源配置的 ±12V LCD 偏置电源

工业

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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证，不可用于销售。

设计文件和产品

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设计指南 — TIDA-010008

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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Assembly drawing — TIDA-010008

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010008

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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CAD/CAE symbol — TIDA-010008

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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Gerber file — TIDA-010008

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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PCB layout — TIDA-010008

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用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

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Schematic — TIDA-010008

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设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

TVS 二极管

TVS1400 — 14V 平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS1401 — 14V 双向平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

反向缓冲器和驱动器

SN74LVC1G14 — 具有施密特触发输入的单路 1.65V 至 5.5V 反相器

数据表: PDF | HTML

电源电压监控器

TPS3700 — 用于过压和欠压监测的高电压 (18V) 窗口电压检测器

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ESD 保护二极管

TPD2E007 — 适用于交流信号数据接口的双路 10pF、±13V、±8kV ESD 保护二极管

数据表: PDF | HTML

电源模块（集成电感器）

LMZ21701 — 采用 3.5mm × 3.5mm 封装的 3V 至 17V、1A 降压直流/直流电源模块

数据表: PDF | HTML

半导体

SN74LVC1G17 — 具有施密特触发输入的 1.65V 至 5.5V 单路缓冲器

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TVS 二极管

TVS3300 — 33V 平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS3301 — 33V 双向平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

负载开关

TPS22946 — 具有可选电流限制 5.5V、0.15A、400mΩ 负载开关

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS1800 — 18V 平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

负载开关

TPS22944 — 使能端高电平有效、具有电流限制的 5.5V、0.1A、500mΩ 负载开关

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS1801 — 18V 双向平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

湿度传感器

HDC1080 — 2% RH 低功耗数字相对湿度传感器

数据表: PDF | HTML

同相缓冲器和驱动器

SN74LVC1G125 — 具有三态输出的 1.65V 至 5.5V 单路缓冲器

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A39 — 150mA、33V、低噪声、高 PSRR、双通道、正负电压范围、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

电子保险丝（集成热插拔）

TPS25921L — 具有闭锁故障响应功能的 4.5V 至 18V、90mΩ、0.4A 至 1.6A 电子保险丝

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS0500 — 5V 平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV1117LV — 1A 低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS2200 — 22V 平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS2201 — 22V 双向平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

理想二极管 ORing 控制器

LM74700-Q1 — 3.2V 至 65V、80uA IQ 汽车理想二极管控制器

数据表: PDF | HTML

ESD 保护二极管

TPD1E10B06 — 采用 0402 和 SOD-523 封装的 12pF、±5.5V、±30kV ESD 保护二极管

数据表: PDF | HTML

霍尔效应锁存器和开关

DRV5033 — 高电压（高达 38V）、高带宽（高达 30kHz）全极开关

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霍尔效应锁存器和开关

DRV5032 — 低功耗（5Hz、<1µA）、低电压（最高 5.5V）开关

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电源多路复用器

TPS2121 — 支持无缝切换的 2.7V 至 22V、56mΩ、4.5A 电源多路复用器

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS0701 — 7V 双向平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS709 — 具有反向电流保护和使能功能的 150mA、30V、超低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

电源模块（集成电感器）

LMZ14201 — 采用引线式表面贴装 TO 封装的 SIMPLE SWITCHER® 6V 至 42V、1A 电源模块

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7B69-Q1 — 汽车级 150mA、非电池电源 (40V)、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

LCD 和 OLED 显示电源和驱动器

TPS65131 — 具有双路正负输出（750mA 典型值）的双电源转换器

数据表: PDF | HTML

通用运算放大器

TLV2171 — 适用于成本敏感型应用的双路、36V、3MHz、低功耗运算放大器

数据表: PDF | HTML

USB 电源开关和充电端口控制器

TPS2553 — 高电平有效且具有反向阻断功能的 0.075-1.7A 可调节ILIMIT、2.5-6.5V、85mΩ USB 电源开关

数据表: PDF | HTML

精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA2188 — 0.03μV/°C、6μV Vos、低噪声、轨到轨输出、36V 零漂移运算放大器

数据表: PDF | HTML

复位及看门狗 IC

TPS3803 — 低功耗电压检测器

数据表: PDF

负载开关

TPS22965 — 具有可调节上升时间和可选输出放电功能的 5.7V、6A、16mΩ 负载开关

数据表: PDF | HTML

电子保险丝（集成热插拔）

TPS2596 — 采用引线式封装、具有可选过压保护钳位的 2.7V 至 19V、85mΩ、0.13A 至 2A 电子保险丝

数据表: PDF | HTML

数字温度传感器

LM75B — 具有 I2C/SMBus 接口的 ±2°C、3.0V 至 5.5V 业界通用温度传感器

数据表: PDF | HTML

半导体

ISO1212 — 用于数字输入模块的双通道隔离式 24V 至 60V 数字输入接收器

数据表: PDF | HTML

电磁阀驱动器

DRV8803 — 具有 PWM 控制和过流保护功能的 60V、2.3A 4 通道低侧驱动器

数据表: PDF | HTML

理想二极管 ORing 控制器

LM74610-Q1 — 0.48V 至 42V、零 IQ 汽车理想二极管控制器

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS2701 — 27V 双向平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

反向缓冲器和驱动器

SN74LVC1G04 — 单通道 1.65V 至 5.5V 逆变器

数据表: PDF | HTML

电源电压监控器

TPS3710 — 宽输入电压电压检测器

数据表: PDF | HTML

通用运算放大器

OPA2171 — 双路、36V、3MHz、低功耗运算放大器

数据表: PDF | HTML

TVS 二极管

TVS2700 — 27V 平缓钳位浪涌保护器件

数据表: PDF | HTML

通用运算放大器

TLV9062 — 双路、5.5V、10MHz 运算放大器

数据表: PDF | HTML

反向缓冲器和驱动器

SN74LVC1G06 — 具有漏极开路输出的单通道 1.65V 至 5.5V 逆变器

数据表: PDF | HTML

与门

SN74LVC1G08 — 单通道、2 输入、1.65V 至 5.5V、32mA 驱动强度与门

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半导体

SN74LVC1G07 — 具有漏极开路输出的单通道 1.65V 至 5.5V 缓冲器

数据表: PDF | HTML

ESD 保护二极管

TPD4S012 — 适用于 USB 接口且具有可耐受 15V 电压的 Vbus 的四路 0.8pF、5.5V、±10kV ESD 保护二极管

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电子保险丝（集成热插拔）

TPS2660 — 具有集成输入反极性保护功能的 4.2V 至 60V、150mΩ、0.1A 至 2.23A 电子保险丝

数据表: PDF | HTML

高侧开关

TPS27S100 — 具有可调节电流限制的 40V、80mΩ、4A、单通道工业高侧开关

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串联电压基准

REF50 — 低噪声、极低漂移、宽 VIN 精密电压基准

数据表: PDF | HTML

负载开关

TPS22810 — 具有可调节上升时间和可调节输出放电功能的 18V、3A、79mΩ 负载开关

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV704 — 150mA、24V、超低 IQ、低压降 (LDO) 稳压器

数据表: PDF | HTML

比较器

TLV3201 — 5.5V 高速单路推挽比较器

数据表: PDF | HTML

MOSFET

CSD18543Q3A — 采用 3mm x 3mm SON 封装的单路、9.9mΩ、60V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

数据表: PDF | HTML

数字温度传感器

TMP75B — 采用 LM75 外形尺寸和引脚排列、具有 I2C/SMBus 接口的 1.4V 温度传感器

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV702 — 具有使能功能的 300mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

AC/DC 和 DC/DC 转换器（集成 FET）

TPS60141 — 具有电池电源状态良好指示的稳压 5V 三路电压充电泵

数据表: PDF | HTML

电源模块（集成电感器）

LMZ21700 — 采用 3.5mm × 3.5mm 封装的 3V 至 17V、0.65A 降压直流/直流电源模块

数据表: PDF | HTML

模拟温度传感器

LMT84 — 采用 SC70 和 TO-92 封装的 1.5V、10uA 模拟输出温度传感器

数据表: PDF | HTML

复位及看门狗 IC

LM8365 — 具有低静态电流和可编程输出延迟的低电平有效复位 IC

数据表: PDF | HTML

MOSFET

CSD17577Q3A — 采用 3mm x 3mm SON 封装的单路、6.4mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

数据表: PDF | HTML

带有集成电源的信号隔离器

ISOW7821 — 具有集成电源的双通道、1/1、增强型数字隔离器

数据表: PDF | HTML

串联电压基准

REF3440 — 4.1V 低温漂、低功耗、小型串联电压基准

数据表: PDF | HTML

USB 电源开关和充电端口控制器

TPS2051B — 高电平有效的 0.5A 负载、2.7-5.5V、70mΩ USB 电源开关

数据表: PDF | HTML

MOSFET

CSD17571Q2 — 采用 2mm x 2mm SON 封装的单路、29mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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*	设计指南	用于瞬态保护且基于平缓钳位 TVS 的参考设计 (Rev. B)		英语版 (Rev.B)		2019-7-22

TIDA-010008

用于为电网应用提供瞬态保护且基于平缓钳位 TVS 的参考设计

TIDA-010008

概述

特性

工业

设计文件和产品

设计文件

产品

TVS1400 — 14V 平缓钳位浪涌保护器件

TVS1401 — 14V 双向平缓钳位浪涌保护器件

SN74LVC1G14 — 具有施密特触发输入的单路 1.65V 至 5.5V 反相器

TPS3700 — 用于过压和欠压监测的高电压 (18V) 窗口电压检测器

TPD2E007 — 适用于交流信号数据接口的双路 10pF、±13V、±8kV ESD 保护二极管

LMZ21701 — 采用 3.5mm × 3.5mm 封装的 3V 至 17V、1A 降压直流/直流电源模块

SN74LVC1G17 — 具有施密特触发输入的 1.65V 至 5.5V 单路缓冲器

TVS3300 — 33V 平缓钳位浪涌保护器件

TVS3301 — 33V 双向平缓钳位浪涌保护器件

TPS22946 — 具有可选电流限制 5.5V、0.15A、400mΩ 负载开关

TVS1800 — 18V 平缓钳位浪涌保护器件

TPS22944 — 使能端高电平有效、具有电流限制的 5.5V、0.1A、500mΩ 负载开关

TVS1801 — 18V 双向平缓钳位浪涌保护器件

HDC1080 — 2% RH 低功耗数字相对湿度传感器

SN74LVC1G125 — 具有三态输出的 1.65V 至 5.5V 单路缓冲器

TPS7A39 — 150mA、33V、低噪声、高 PSRR、双通道、正负电压范围、低压降稳压器

TPS25921L — 具有闭锁故障响应功能的 4.5V 至 18V、90mΩ、0.4A 至 1.6A 电子保险丝

TVS0500 — 5V 平缓钳位浪涌保护器件

TLV1117LV — 1A 低压降稳压器

TVS2200 — 22V 平缓钳位浪涌保护器件

TVS2201 — 22V 双向平缓钳位浪涌保护器件

LM74700-Q1 — 3.2V 至 65V、80uA IQ 汽车理想二极管控制器

TPD1E10B06 — 采用 0402 和 SOD-523 封装的 12pF、±5.5V、±30kV ESD 保护二极管

DRV5033 — 高电压（高达 38V）、高带宽（高达 30kHz）全极开关

DRV5032 — 低功耗（5Hz、<1µA）、低电压（最高 5.5V）开关

TPS2121 — 支持无缝切换的 2.7V 至 22V、56mΩ、4.5A 电源多路复用器

TVS0701 — 7V 双向平缓钳位浪涌保护器件

TPS709 — 具有反向电流保护和使能功能的 150mA、30V、超低 IQ、低压降稳压器

LMZ14201 — 采用引线式表面贴装 TO 封装的 SIMPLE SWITCHER® 6V 至 42V、1A 电源模块

TPS7B69-Q1 — 汽车级 150mA、非电池电源 (40V)、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

TPS65131 — 具有双路正负输出（750mA 典型值）的双电源转换器

TLV2171 — 适用于成本敏感型应用的双路、36V、3MHz、低功耗运算放大器

TPS2553 — 高电平有效且具有反向阻断功能的 0.075-1.7A 可调节ILIMIT、2.5-6.5V、85mΩ USB 电源开关

OPA2188 — 0.03μV/°C、6μV Vos、低噪声、轨到轨输出、36V 零漂移运算放大器

TPS3803 — 低功耗电压检测器

TPS22965 — 具有可调节上升时间和可选输出放电功能的 5.7V、6A、16mΩ 负载开关

TPS2596 — 采用引线式封装、具有可选过压保护钳位的 2.7V 至 19V、85mΩ、0.13A 至 2A 电子保险丝

LM75B — 具有 I2C/SMBus 接口的 ±2°C、3.0V 至 5.5V 业界通用温度传感器

ISO1212 — 用于数字输入模块的双通道隔离式 24V 至 60V 数字输入接收器

DRV8803 — 具有 PWM 控制和过流保护功能的 60V、2.3A 4 通道低侧驱动器

LM74610-Q1 — 0.48V 至 42V、零 IQ 汽车理想二极管控制器

TVS2701 — 27V 双向平缓钳位浪涌保护器件

SN74LVC1G04 — 单通道 1.65V 至 5.5V 逆变器

TPS3710 — 宽输入电压电压检测器

OPA2171 — 双路、36V、3MHz、低功耗运算放大器

TVS2700 — 27V 平缓钳位浪涌保护器件

TLV9062 — 双路、5.5V、10MHz 运算放大器

SN74LVC1G06 — 具有漏极开路输出的单通道 1.65V 至 5.5V 逆变器

SN74LVC1G08 — 单通道、2 输入、1.65V 至 5.5V、32mA 驱动强度与门

SN74LVC1G07 — 具有漏极开路输出的单通道 1.65V 至 5.5V 缓冲器

TPD4S012 — 适用于 USB 接口且具有可耐受 15V 电压的 Vbus 的四路 0.8pF、5.5V、±10kV ESD 保护二极管

TPS2660 — 具有集成输入反极性保护功能的 4.2V 至 60V、150mΩ、0.1A 至 2.23A 电子保险丝

TPS27S100 — 具有可调节电流限制的 40V、80mΩ、4A、单通道工业高侧开关

REF50 — 低噪声、极低漂移、宽 VIN 精密电压基准

TPS22810 — 具有可调节上升时间和可调节输出放电功能的 18V、3A、79mΩ 负载开关

TLV704 — 150mA、24V、超低 IQ、低压降 (LDO) 稳压器

TLV3201 — 5.5V 高速单路推挽比较器

CSD18543Q3A — 采用 3mm x 3mm SON 封装的单路、9.9mΩ、60V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

TMP75B — 采用 LM75 外形尺寸和引脚排列、具有 I2C/SMBus 接口的 1.4V 温度传感器

TLV702 — 具有使能功能的 300mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

TPS60141 — 具有电池电源状态良好指示的稳压 5V 三路电压充电泵

LMZ21700 — 采用 3.5mm × 3.5mm 封装的 3V 至 17V、0.65A 降压直流/直流电源模块

LMT84 — 采用 SC70 和 TO-92 封装的 1.5V、10uA 模拟输出温度传感器

LM8365 — 具有低静态电流和可编程输出延迟的低电平有效复位 IC

CSD17577Q3A — 采用 3mm x 3mm SON 封装的单路、6.4mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

ISOW7821 — 具有集成电源的双通道、1/1、增强型数字隔离器

REF3440 — 4.1V 低温漂、低功耗、小型串联电压基准

TPS2051B — 高电平有效的 0.5A 负载、2.7-5.5V、70mΩ USB 电源开关

CSD17571Q2 — 采用 2mm x 2mm SON 封装的单路、29mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

技术文档

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