設(shè)計在非標準操作保戶MAX2140的內(nèi)部ESD二極管
出處:方總 發(fā)布于:2007-11-30 11:38:04
在進行裝配、測試和故障處理時,有時需要對MAX2140 SDARS接收器進行非標準操作。其中一個例子就是熱插拔操作,即在不關(guān)閉電源的情況下,直接將該器件與電路進行連接或斷開連接。熱插拔操作在汽車電子領(lǐng)域尤其常見,因為部件的模塊化設(shè)計,模塊之間的距離以及多個系統(tǒng)同時工作的需求,常常需要重新連接模塊。
熱插拔操作如何導(dǎo)致二極管失效
熱插拔操作會導(dǎo)致瞬變,包括較大的電壓、浪涌電流、振鈴以及極性倒置。而這些瞬態(tài)過程的背后是能量交換、有限的充電/放電時間和自激等物理現(xiàn)象。
圖1所示是MAX2140的一個熱插拔操作。

圖1. 在汽車工業(yè)領(lǐng)域MAX2140常見用法的圖解
在進行熱插拔操作時,電纜接頭會產(chǎn)生壓降(如圖中紅色箭頭所示)。與此同時,天線模塊內(nèi)部的旁路電容呈短路狀態(tài)。這樣就會導(dǎo)致MAX2140電氣地的電位高于天線模塊的電氣地。而MAX2140的內(nèi)部ESD二極管與該IC的接地引腳16連接,所以這種地電位差就會在該二極管上產(chǎn)生一個短時間的正向電壓。該正向電壓的尖峰可能會超過器件的額定值,即所謂的電過載(EOS)。二極管的正向電壓規(guī)定為-0.3V到+4.3V (VCC_xx至GND、 VINANT至GND、AGCPWM至GND、VOUTANT至GND)。設(shè)計仿真表明-1.3V、電流為72mA時允許短時間的工作。
防止ESD二極管失效的設(shè)計
防止EOS的方法因具體應(yīng)用的不同而不同。這里所推薦的是一些常規(guī)設(shè)計改進措施:
避免使用過多的電抗,如:儲能元件、旁路電容、RF噪聲抑制電感、較長的連接線等。
使浪涌電流繞行:為每一模塊提供較短的直接接地路徑;增加外部二極管,使其與內(nèi)部二極管并聯(lián);將二極管跨接在大的線圈上。
順序供電:按順序依次打開電源;為內(nèi)部用戶推薦可編程延遲
以下設(shè)計實例(圖2)表示具有本地環(huán)路的MAX2140,增添的肖特基二極管能夠旁路浪涌電流。

圖2. MAX2140接收器和天線模塊之間改進后的設(shè)計圖,所作改進用以防止EOS。
具體的設(shè)計改進措施是:
MAX2140接收器和天線模塊之間的電纜只有0.5的電阻而沒有電感。
天線模塊具有一個100µF的旁路電容。
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