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[参考译文] Linux/ADS1147:ESD,突发保护5kV

Guru**** 1133870 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1147, TPD2E1B06
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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/637310/linux-ads1147-esd-burst-protection-5kv

部件号:ADS1147
主题中讨论的其他部件: TPD2E1B06

工具/软件:Linux

您好,

现在我尝试评估ADS1147,但找不到ESD,突发或电涌的应用。

我特别喜欢3线测量RTD测量系统。  

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    Rainer,


    通常,ADS1147的额定ESD保护电压为±2000kV HBM和±750V CDM。 任何超出此范围的情况都需要额外的外部保护。

    话虽如此,我没有太多具体建议。 过去,我们建议二极管吸收电源导轨上的过压事件电流,并使用串联输入电阻来限制电流进入引脚。 对于保护二极管,重要特征是泄漏电流。 二极管的泄漏端子在RTD测量中变为增益错误。 以具有低侧参考的3线RTD测量为例,假设比率测量中二极管的泄漏为1uA,激励电流为1mA,驱动3线RTD的两根输入导线。 参考电阻器检测到2mA减去1uA。 这将添加关于0.5 % 的增益错误。 理想情况下,您希望保持低泄漏条件以减少此错误。 我见过使用肖特基二极管的电路,例如BAT54型,但在许多情况下,最大泄漏为2uA,可能有点高。 BAV199泄漏较低,可能低于10nA。 此外,由于泄漏率低,类似TPD21E1B06的产品可能是有用的保护,但我从未使用或测试过它们。

    通过保护二极管将输入锁定到电源后,请考虑串联电阻。 一般而言,来自输入滤波的串联电阻可以保护模拟输入。 对于串联电阻,我不会高于5kΩ Ω,否则可能会中断ADC的输入采样,但这应该会限制进入输入的任何电流。 此外,您还可以使用二极管或其他串联电阻保护为激励电流供电的引脚。 只需记住,如果使用串联电阻,IDAC电流可以驱动的总电阻将受到限制。 如果IDAC电流输出电压过高,电流将随着电流源超出合规性余量而下降。


    吴若瑟
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    您好,Joseph:

    感谢您的支持。 我昨天已经尝试过串联电阻,但我不会超过1000欧姆。 如果是PT100,则在最坏的情况下,您将会遇到关于50 % 的故障! 我用STMicro Electronic的SMAJ5A二极管测试了电路,泄漏电流为1uA ,工作正常! 本周我将尝试测试一下,如果您愿意,我可以与您分享结果!

    听起来很好,跟 我一样;)

    Rainer Scalick  

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    Rainer,


    我很高兴您能让设备使用良好的数据。 希望ADS1147能够为您提供帮助。

    我要指出,在高温下,二极管的泄漏通常是最严重的。 如果您正在查看数据,则在室温下错误可能很小,但在高温下可能会更严重。 我已经用极低漂移的精密电阻器测试了RTD测量。

    最后一点。 我不理解您关于使用系列滤波器电阻大于1kΩ Ω,在最坏情况下故障率为50 % 的评论。 你能详细说明一下吗?


    吴若瑟
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    Rainer,


    只是为了澄清一下,我在上一篇文章中对ESD设备拼错了。 该设备应该是TPD2E1B06 (同样,我从未测试过这些设备)。

    此外,BAV199在1mA下可能具有0.9V的高正向电压,因此可能仍需要一些串联阻抗。 如果电流过高,我会考虑BAS70,它的正向电压为0.41 (1mA),但泄漏电流略高。 这肯定是低的,但仍可能需要一些串联阻抗。


    吴若瑟
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    我对误解感到抱歉。 如果在两线测量方法中将系列稳定器放在PCB上,您将会成为一个大错误。 耐铜性还可以,您可以在测试期间进行调整,但耐高R不好。
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    红线=电压后电阻系列


    绿线=二极管后面的电压


    蓝线= ADS1147内部的电流


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    Rainer,

    我不确定我是否理解。 您是否有一个您无法在上一篇帖子中包含的示意图?

    对于双线RTD测量,RTD的导线电阻始终会给测量增加误差。 但是,PCB电阻可能是一个非常小的错误。 以下是标准的双线RTD测量:

    潜在客户的错误将是:

    IIDAC *(RLEAD1+RLEAD2)

    唯一的其他电阻错误将是输入系列电阻(来自输入滤波与模拟输入电流的反应-可能< 10nA)。 在输入时,这可能显示为偏移。 同样,参考输入可能与参考输入电流发生错误,与串联滤波器电阻发生反应。 由于该误差涉及参考值,因此在测量中将显示为增益误差。

    吴若瑟

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    Rainer,


    我可能应该在最后一篇文章中附上一些数字。

    RTD导线电阻的误差比通过滤波器电阻的输入电流的误差大得多。 首先,查看导线电阻错误。

    如果您有1mA IDAC电流和1Ω Ω 导联,则错误将是:

    1mA *(1Ω+ 1Ω)= 2mV

    如果您使用的是PT100,这是一个非常大的错误,您可以通过使用较低的IDAC电流和PT1000 RTD来显著降低该错误。 使用100uA电流时,您将收到200uV的错误

    其次,查看输入电流,查看ADS1147数据表的表4。 在DR=20SPS时,输入电流为0.5nA (在数据速率较高和输入信号较大时会增大)。 在这种情况下,假设输入电压较小。 如果输入滤波器电阻为5kΩ Ω,则错误可能是:

    0.5nA *(5kΩ+ 5kΩ)= 10uV

    与2mV的导线电阻误差相比,此10uV误差非常小。

    同样,您也可以查看参考输入。 输入电流通常为30nA。 为此,您可以删除负参考输入滤波器(REFN0输入滤波器),因为它已接地,不需要滤波器。 此错误将是:

    30nA * 5kΩ= 150uV

    此错误将显示为增益错误。 2kΩ,我们假设您的IDAC电流为1mA,并且您使用的是 μ A基准。 此处,您的参考电压设计为2V,但参考电压大于150uV。 这意味着引用的0.0075 % 大于预期值。 这意味着所有测量值的0.0075 % 将小于预期值,并且将是增益误差。

    请注意,您需要使用高精度和低漂移的参考电阻器。 在更精确的3线和4线测量中,参考电阻器精度将是测量误差的很大一部分。


    吴若瑟