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[参考译文] INA190:瞬态保护和布局

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: INA190, TVS2700, INA190EVM, INA190EPEVM
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1297930/ina190-transient-protection-and-layout

器件型号:INA190
主题中讨论的其他器件: TVS2700、、

为了提供背景信息、我将 INA190用作4 -20mA 接收器、我对如何保护其输入感到担忧。 主要思路是在回路电流模式下使用它。 传感器的电源由主机卡提供、可降低反极性风险。 传感器电源的最大电压为24V。

关于 TVS 二极管的选择、我已经阅读了以下文章

如何选择浪涌二极管

据了解、我认为 TVS2700符合我的要求

TVSxx00

Vrwm 略高于传感器的标称工作电压、钳位电压低于 INA190支持的最大 VCM (最大40V)。 此外、泄漏电流非常低:1.7nA

根据以下链接中找到的问题、您可以

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1255372/ina190-transient-protection?keyMatch=INA190%20TRANSIENT

我对如何连接 TVS2700存有疑问。 在下图中、Transorb 以红色突出显示。 对吧?

对于绿色元件、我可以使用哪个器件型号? 选择标准是什么?

此外、在布局方面、我找到了 INA190EVM 使用指南、在该指南中很明显 INA190周围的接地平面不良

我还找到了 INA190EPEVM 使用指南。 这里没有 PCB 照片、但在光绘板的顶层观察到了接地平面的存在。

封装不同。 对于 SOT23 (8)版本、是否应使用接地平面?  

提前感谢

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    尊敬的工程师:

    绿色元件仅是简单的整流二极管(采用"串联对"封装)。 这样做的原因是您只需要为 IN+引脚和 IN-引脚使用其中一个变压器(而不是为每个引脚使用两个变压器)。 这是可行的、因为如果 IN-引脚电压大于42V、则 IN+引脚也将被钳位、因为其中一个二极管将变为正向偏置、反之亦然。 我在上一篇文章中推荐了这种串联对二极管封装: https://www.digikey.com/en/products/detail/skyworks-solutions-inc/SMS7621-006LF/2052129

    用户指南中的图7显示了底层的 INA190EVM 接地层。

    理想情况下、所有集成电路都应具有较大的接地平面(以及电源平面)。 这在理论上始终有助于尽可能减少电源引脚的寄生阻抗、并提供噪声保护等其他好处。 对于需要大量开关电流的电路尤其如此。 INA190是低功耗器件、因此进入 VS 引脚和离开 GND 引脚的寄生阻抗不是太重要。 该 EVM 的设计时要记住、实际上、设计人员无法始终提供较大的接地平面、也无法在没有这些平面的情况下提供展示性能的机会。

    总体而言、您只需确保 INA190的接地回路迹线不长/薄/感性、并返回低阻抗和稳定的接地。 INA190 OUT 的下行信号测量也应连接至同一接地端、以最大限度地减少接地电平偏移。

    此致、

    彼得

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    此致、您好!

    感谢您的回复。

    您认为最好的组件位置是什么?  

    第一种瞬态保护

    关闭筛选器选项

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    嘿 Jhon、

    最佳选择取决于您在系统电压浪涌期间需要消耗的能量 D3 (反向直流电流)和 D5 (正向直流电流)。

    最大电流/功率额定值显示在各种 IEC 标准的绝对最大额定值表中。

    但是、如果您要连接到钳位直流电压、则需要将 D3反向电流限制为10 mA (请参阅上表中的 IBR 规格)。

    使用下面的原理图、在理想情况下、您希望 Rprotect 尽可能低、以避免因流经 Rprotect 的反向漏电流而产生输入失调电压误差;但是、如果需要、您需要 Rprotect 来限制二极管反向电流。  TVS2700反向泄漏电流相当低、但 INA190失调电压也非常低、因此应仔细选择该值。 泄漏造成的近似偏移误差(在下面的原理图中)为 Vos_leak = I_lead * Rprotect。

    RF 在这里只用作一个输入滤波器、但是它不会导致二极管泄漏偏移误差。 缺点是您的 BOM 中还需要两个无源器件。

    此拓扑中射频的另一个优势是、它在负电压条件(VBUS <-0.3V)下向 INA190输入引脚添加了一些额外的保护、其中瞬态电压在-600mV 左右变为正向偏置。

    如果您不需要任何差分分流电压滤波(有噪声的负载电流)、或者系统将不会出现负电压浪涌(VBUS <-0.3V)/

    无论选择何种拓扑、CF 都应始终尽可能靠近 IN+和 IN-引脚放置。

    希望这对您有所帮助。

    此致!

    彼得