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[参考译文] PCM6260-Q1:PCM6260 输入引脚 ESD 保护与短接至 VBAT 要求 — TVS 选择指导

Guru**** 2814865 points

Other Parts Discussed in Thread: PCM6260-Q1

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/audio-group/audio/f/audio-forum/1598022/pcm6260-q1-pcm6260-input-pin-esd-protection-vs-short-to-vbat-requirement----tvs-selection-guidance

器件型号: PCM6260-Q1
主题中讨论的其他部件: Strike

您好团队

我正在设计 PCM6260 的 MIC /线路输入保护、但我面临 ADC 输入引脚 (INXP/INXN) 上的 ESD 稳健性与 VBAT 短路测试要求之间的冲突。
应用背景:
  •  ADC:PCM6260-Q1
  •  输入配置:MIC 输入(直流耦合,具体取决于通道)
  • 汽车应用 (Microhone)
  • 输入引脚必须能够承受电气验证测试
1.短接至 VBAT 的要求
根据我们的系统级电气测试规范、ADC 输入引脚必须承受:
  • INXP 短接至 VBAT = 16V、长达 1 秒
  • 不允许发生功能损坏或永久性降级
为了满足这一要求、连接到输入引脚的外部 TVS 二极管必须具有:
  • VRWM(或 VRMS)≥16V
但是、在选择 TVS 二极管时、应确保:
ESD 事件期间的相应钳位电压 (VCLAMP) 通常会超过 23V 或更高
 
2.冲突摘要
似乎存在设计冲突:
低 VRWM TVS→μ s 良好的 ESD 钳位、但未能通过 VBAT 短路测试
高 VRWM TVS→能够承受短接至 VBAT 的情况、但 ESD 钳位电压可能超过 ADC 输入容差
 
 3.问题
 需要短接至 VBAT (16V、1s) 的汽车应用中、PCM6260 建议的输入保护架构是什么?
 
 2.是否有 INXP/INXN 上允许的最长 ESD 钳位电压,即使它超过了直流绝对最大额定值,也可以在短时间内承受?
 
 3.是否有任何 TI 参考设计或 E2E 示例可以解决这种特定权衡问题?

 到目前为止、已在输入端添加了一个 47nF 接地分流电容器、以便帮助吸收 ESD 能量并满足 ESD 测试要求。 有什么建议吗? 还是使用该方法的最佳实践??
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提前感谢您的指导!
此致
Kaitlyn
 
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    您好、

    都会做出响应

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    谢谢、期待 您的答复

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    我已经与我们的一位 ESD 专家分享了此主题、并将更新此主题的回复。

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    您好、Douglas
    我可以要求更新吗?

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    您好 Feng、

    借助器件的集成输入诊断、二极管可能无需满足此处的任何要求。 如果发生 INx 短接至 VBAT 事件、我们的 ADC 可以自动关断 ADC 通道和 MICBIAS。 在其他原理图中、我通常不会看到您在设计中搜索的深度快速复位二极管。

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    你好、Daveon

    感谢您的解释。 我仍然有一个问题、特别是关于 ESD 事件、而不是直流对 VBAT 短路故障的问题。 我知道集成诊断功能可以检测 INx 短接至 VBAT 并将 ADC/MICBIAS 断电、这对于直流或慢速故障情况有效。 但是、ESD 事件是快速瞬态、峰值电压主要受外部 TVS 钳位行为的限制。

    在我们的系统中、很明显、ESD 测试失败的原因是没有只增加 VMS>16V TVS 的 47nF。  这会导致大约 23V 的钳位电压。 在 ESD 冲击期间、在任何内部保护或诊断能够做出反应之前、该钳位电平仍可能超过 INx 绝对最大额定值。

    因此、我担心的是、仅依靠内部诊断是否足以实现 ESD 稳健性。 (显然没有)

    请您澄清一下:
    - INx 引脚是否可以承受高达高 VRWM TVS 器件典型钳位电平的 ESD 峰值电压?
    -当短接至 VBAT 容差与低 TVS 钳位电压冲突时、是否有任何推荐的系统级 ESD 保护方法?

    感谢您的指导

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    您好、

    该引脚不支持此类瞬变、因此需要外部二极管。

    我们在具有相同输入架构的 TAX5xxx-Q1 EVM 上使用以下代码: https://www.digikey.com/en/products/detail/stmicroelectronics/ITA18B1RL/669168

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    你好、Daveon

    谢谢! 在这种情况下、似乎无需在输入引脚上添加 47nF? 如果保留电容、可能会对信号完整性或音频性能产生任何负面影响?

    BR
    Kaitlyn

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    您好 Feng、

    由于目标是 ESD 保护、因此通常会看到连接到 GND 的电容器为能量转储提供低阻抗路径。 可以将其保留在设计中。

    连接到 GND 的电容器将形成一个由引脚的输入阻抗形成的低通 RC 滤波器。 但这个截止频率非常低。