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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/696167/ads1118-analog-input-considerations-when-not-powered
您好！
我有一个采用 ADS1118的设计、我正在评估电路是否存在潜在的误接线情况。 未施加 Vdd/GND 时、该器件如何对施加到其输入端的电压做出反应？ 我计划采用的标准保护将输入引脚之间的电压差限制为~7.5V (可用电流限制为<10mA)、但我不确定这是否足够。
我期待您的见解。 -Jon
您好、Jon、
考虑异常输入连接的影响始终是一个好主意。 您对器件在未施加电源电压时如何反应的问题有点难以回答、因为它超出了器件的工作状态。 ESD 等一些测试向我们展示了一些内容、但这些测试的持续时间不够长、无法指示长期影响。
您的保护基于 ADS1118数据表第7.1节中的绝对最大额定值。 请查看随附说明，"
应力超出绝对最大额定值下列出的值可能会对器件造成永久损坏。 这些仅为应力额定值、并不表示器件在这些条件下或在超出建议运行条件下的任何其他条件下能够正常运行。 长时间处于绝对最大额定值条件下可能会影响器件的可靠性。"
很难预测器件在未施加电源电压的情况下暴露在反向驱动电流中的行为。 到目前为止、所有考虑 都基于 ADS1118内 ESD 结构处理电流的能力。 但我们不知道这可能会导致器件电路其余部分以这种方式重复运行的影响或可能的降级。
我将假定您的计划是使用某种雪崩二极管(齐纳二极管、TVS 等 )将输入电压保持在一定水平、串联输入电阻足够大、能够限制电流。 您可以在 ADC 之前的输入端向 VDD 添加额外的二极管、以进一步限制通过 ADS1118的电流暴露。 该二极管应能够处理电流并在 ADS1118的 ESD 结构之前导通。 其缺点是泄漏可能会导致测量误差。 另一种方法是将 MOSFET 开关与输入串联、 其中 导通阈值由 VDD 确定。
最后、我不建议您使用任何特定的输入保护方案。 一个原因是我不完全理解要求、或者为什么会发生这种情况。 第二，很难确定长期影响。 一个可以肯定的事情是、您必须将电流限制在10mA 以下、如绝对最大额定值中所述。 遗憾 的是、您将不得不检查系统的运行情况并验证可靠性、因为我们没有此类运行的特定数据。
此致、
Bob B
感谢 Bob 快速而全面的回答。
我可以确认您对我的计划的假设是正确的。 我计划使用从每个输入到接地的~5.5V 齐纳二极管。 在 GND 和 Vcc 悬空的情况下、这将导致两个通道被背对背齐纳二极管(一个反向偏置至5.5V、另一个正向偏置为~1.7V、这是我得到~7.5V 的地方)隔开。 此外、您还可以正确地看到、电流通过串联电阻进行限制。
如果用户不正确地尝试将此器件连接到有源外部电路而未先开启器件、则会出现此问题。
根据您建议向 Vcc 添加二极管、由于 Vcc 在此情况下浮动(未加电)、这是否会带来任何好处？ 齐纳二极管也是如此接地。 二极管将与 ADS1118的电源引脚连接、但是在这个连接之外、电源引脚将悬空(无 GND/电源连接)。
您对输入端 FET 的建议是我一直在考虑的。 存在这种问题、因为 FET 会向输入信号引入一定程度的误差、并且还会对输入范围提出要求(我们的输入范围可以是 GND 到 Vcc、 但对于 FET、我们必须扩展电压轨或接受信号在处于栅极的 Vgs 阈值内时不会通过)。 我还在考虑输入端的继电器。
我真的希望避免使用 FET/继电器输入、并更好地了解连接到电源引脚的二极管如何在 ADS1118内部工作(即使电源引脚悬空)
如果您可以提供私人方法、我很乐意与您分享我的原理图、以便为您提供更多详细信息、但由于与我的客户签订了 NDA、我无法将其发布给开放社区。
将外部二极管连接到 Vcc 与 ADS1118内部结构相同、但它提供了在电压到达 ADS1118之前绕过 ADS1118输入的功能。 这并不完美、但允许使用替代电流路径。 您可以通过电子邮件直接联系我： mailto：pa_deltasigma_apps@ti.com
