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[参考译文] AMC3330:IN 和 HGND 之间的 ESD/浪涌保护

Guru**** 2386620 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC131M03
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/1475418/amc3330-esd-surge-protection-between-in-and-hgnd

器件型号:AMC3330
主题中讨论的其他器件:AMC131M03

工具与软件:

您好!

我将 AMC3330DWE IC 用作高电压传感器。 总体设计方法是利用标准电阻分压器链将"IN"-"HGND"之间的最大预期电压调节至小于1V。

我的问题是关于过压/浪涌保护。

是否有任何建议可保护输入引脚("IN")免受高压点4kV 浪涌的影响?

请注意、基于电阻器的分压器系数= 0.00033、因此高电压点4kV 转换为1.33V。因此、我希望将电压钳位到1V

根据上述背景、是否可以在 IN - HGND 之间放置一个非线性双向器件(例如 TVS 或齐纳二极管)? 或者这会对放大器的稳定性或性能产生一些影响吗?

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    您好!

    1.33V 仍处于器件的绝对最大额定值范围内。 外部保护可能会引入泄漏、从而对传感精度产生负面影响。  

    但是、 可以添加从输入端到 HLDO_OUT 的二极管、在过压情况下保护输入。 我建议在输入端添加串联电阻、以将输入电流限制为+/-100uA。

    R =(V_SENSE-V_HLDO_OUT+500mV)/I_max =(V_SENSE-3.5V)/100uA

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    感谢您的答复。

    为了阐明到目前为止我的设计、我遵循数据表中建议的应用原理图:

    根据上面的符号、我已根据所需的调节为电压分频器设置以下值:

    R1 = R2 = 8.4MOhms

    R_SnS = 5.6k Ω

    因此、如果输入高电压为4000 V、则 V_Sns = 1.33V

    若要检查偏置电流要求:

    来自输入端的总电流= 4000/16.8MOHms = 238.1uA

    为了满足100 uA 最大输入电流约束:

    V_sense = 1.33V (在分压器之后)、Imax = 100uA

    因此 R_SERIES = V_SENSE/Imax = 13.3k Ω

    基于上述总结、我有以下问题:

    1.我在设计中遗漏了什么东西吗?

    2.是否应该将差分输入电阻(1.2 GOHms)也考虑到等效电路中来设定电流限制?

    3.我还能不能知道我为什么要考虑"-V_HLDO_OUT+500mV"因子?

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    您好!

    1.不,这看起来是正确的。

    2.否由于这是感应电路的一部分、因此我们必须限制与感应电路并联的流经保护二极管的电流量。  

    3.可能会有一些轻微的混淆。 由于 Vin 为1.33V、因此我预计器件不会出现问题。 但是、为了获得最佳保护、可以添加串联电阻。 最后、当输入电压超过  V_HLDO_OUT+500mV 时、需要额外的外部二极管;即 Vin = 5V 或小于 HGND-6V、作为绝对最大额定值表。  

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    感谢很多澄清亚历山大。

    此外、一般而言、在输入串联电阻对放大器性能的影响(带宽、失调电压误差等)方面有哪些缺点?

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    很乐意提供帮助!  

    因为电阻分压器已经非常大、所以我不会期望带宽会有太大的变化。 差分电容器的大小是最大的调整方法。 几个 pF 应该就足够了。  

    由于两个电阻器之间的容差不匹配、可能会产生小误差、而输入偏置电流会产生小的失调电压误差、但由于输入偏置电流非常小、这种误差将是最小的。  

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    明白了、非常感谢。

    您还提出了一个很好的观点。 我完全忽略了电阻分压器对带宽的影响。

    考虑到大电阻分压器、是否可以安全地假设我不会获得数据表中指定的375kHz BW 附近的任何东西?

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    这将 取决于布局对寄生电容的影响、然后取决于电阻器的数量及其各个特性。 由于用于直流或50/60Hz、因此电压测量的带宽要求在大多数情况下相当低。  

    是否需要更高的带宽?  这适用于哪种类型的应用?  

    我们还有 AMC131M03、它可能是一款值得您考虑的有趣产品。