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[参考译文] ADS114S08:负电源上的启动过冲

Guru**** 1640390 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25575, LM27762, ADS114S08EVM, ADS1261, ADS114S08
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/1307265/ads114s08-startup-overshoot-on-negative-power-supply

器件型号:ADS114S08
主题中讨论的其他器件:LM25575LM27762ADS1261、

另请参阅我上一篇有关 LM25575启动干扰的主题、因为它与此有一定的关系。

我们已经观察到连接至 ADC 芯片 ADC114S08的-2.5V 电源上有一些启动过冲。 请参阅下面的波形和电源树。  

 当 ADC 电源与电荷泵输出断开时、不存在该过冲。

您能否 告诉我们、这种过冲的原因可能是什么、以及这对于 ADC114S08的运行是否至关重要? 如何防止这种情况? 仅供参考、目前我们尚未看到任何故障或任何 ADC 操作问题。

如果您可以在任何由双极电源供电的 ADC114S08评估板上测量此值、并确认其行为是否与我们的电路相关或为 ADC114S08的继承属性、则表示感谢。

如果您需要任何其他信息、请告诉我。

另外、请告诉我如何向 TI FAE 提出这个问题、而不是在 TI 论坛上讨论。  

谢谢。

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    您好!

    请允许我们留出一些时间来回应、因为我们的许多工程师都是来此度假的。 谢谢你。  

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    您好,Kamalnish Arora。

    如果直接使用实验室电源为 LM27762s 供电、是否仍会出现干扰? 换句话说、您可以移除/断开78M05并将 LM27762的输入连接到+5V 实验室电源吗? 浏览您的其他有关 LM25575的文章、可能会发现电流限制问题。

    您是否还能提供您的系统原理图、包括 ADC 和电源?

    -Bryan

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    感谢您的回复 Bryan。

    我记得我删除了78M05并消除了输入干扰、它确实改善了启动干扰、但在移除78M05后没有从实验室 PS 为5V 电路供电、并且也没有捕获+/-2.5V 电压轨。   

    我被困在一些高优先级的东西中、 在采取示波器捕获后很快就会回来与您联系。

    此致、

    卡马尔尼什

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    您好,Kamalnish Arora。

    谢谢更新、如果您有更多信息、请告知我们

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    我在移除78M05并从外部 PS 为5V 电路板供电后捕获了+/-2.5V 电压轨。 删除78M05前后请参考以下示波器波形。 看起来不是电流限制问题。 我想了解是什么导致了  连接到 ADC 芯片  ADC114S08的-2.5V 电源出现部分启动过冲?

    如果您可以在任何 由双极电源供电的 ADC114S08评估板上测量此值、并确认 ADC114S08的启动电源行为、我们不胜感激。

    我还要附上 ADC 和 PS 原理图供您参考。

    e2e.ti.com/.../ADC-and-PS-Sch-for-TI.pdf

    此致、

    卡马尔尼什

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    您好,Kamalnish Arora。

    如果绕过 LDO 并使用实验室电源直接为 ADC 供电、会出现什么情况? 您仍然看到此问题吗? ADS114S08EVM 未设置为接受双极电源、因此我目前无法测试此特定行为。 但是、我们的其他客户将 ADC 与双极电源配合使用、我以前从未看到过这个问题。

    在您发送的第二个示波器镜头中、是否完全删除了78M55? 您知道为什么5V 电源需要这么长的时间才能斜升(~30-40ms)? 安装了78M38时不会出现斜坡。 您是在电源的输出端还是在电路板上的某个位置进行测量? 如果在板上、在哪里? 电源是否存在电流限制?

    -Bryan

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    您好、Bryan:  

    绕过电荷泵并使用+/-2.5V 直接为 ADC 供电非常困难、因为+/-2.5V 通过我们电路板上的电源平面连接。 这就是为什么我要求检查任何 EVM 以及任何其他使用双极电源的 TI 电路板。  

    关于第二点、是的、78M05已完全移除、我将输入电源直接连接到78M05 TP 的输出端、接近输出电容 C232。 在我看来、外部电源的开启上升时间(软启动)约为30-40ms、78M05上没有软启动控制、这就是您看到带有外部 PS 的斜坡的原因。 我使用了 Keysight U8002A 0-30V/5A 可调电源、最大电流限值为5A @5V 输出。  

    此致、

    卡马尔尼什

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    您好,Kamalnish Arora。

    感谢您的回复、明天让我更详细地了解一下

    -Bryan

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    您好,Kamalnish Arora。

    我今天能够看到这个问题。 如前所述、我无法复制 ADS114S08 EVM 上的行为、因为 EVM 未设置为使用双极电源。 不过、ADS1261 EVM 正是如此、它碰巧在上面有一个 LM27762来生成+/-2.5V 电源

    我看到了与您在系统中显示的相似的启动行为。 请参阅下面的第一个示波器图像

    在第二个图像中、我绕过了 LM27762并直接从实验室电源为 ADC 供电。 如您所见、不存在奇怪的启动行为、因此这是 LM27762与 ADC 之间的交互。

    LM27762基本上具有一个延迟、即正电源必须先于负电源斜升、因为正电源用于产生负电源。 这从我们两个人看到的行为(第一个示波器截图)中可以明显看出。 在此期间、负 LDO 输出实际上是浮动的。 在内部、ADC AVDD 电源开始将 AVSS 拉高、因为 AVDD (LDO 正输出)被驱动、而 AVSS (负 LDO 输出)不被驱动。 一旦 AVSS 超过绝对最大额定值中规定的阈值(相对于 DGND 为0.3V)、ADC 内部 ESD 二极管就会导通以帮助保护器件。 由于电压没有大幅上升到超过0.3V (我认为您在测量中看到了大约0.45V)、这可能意味着您没有通过 ADC ESD 单元消耗过多的电流、并且 ADC 不太可能被损坏。 如果您确实想知道、可以将一个5欧姆的小电阻器与 AVDD 串联、并使用示波器测量启动期间的电流。

    如果您想将这个"故障"路径从 ADC 转移出来、请在 AVSS 和 DGND 之间放置一个肖特基二极管。 我看到您之前曾尝试过这种方法、它将最大电压从0.45V 降低到0.35V、或大约降低到二极管正向压降。 这可能表明电流通过外部二极管分流、而不是通过 ADC 的内部 ESD 二极管分流、这是您想要的。 如果您可以找到正向压降小于0.3V 的二极管、这 很可能会阻止 ADC ESD 二极管甚至进入导通状态、这是所需的行为

    -Bryan

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    感谢 Bryan 确认了 EVM 的行为、我同意这是 电荷泵 LM27762和 ADC ADS114S08之间的交互造成的。  

    您是否建议我们保持原设计不变而不添加任何二极管、还是我们应添加二极管? 要添加二极管、我们需要更改 PCB 布局。 如果您推荐二极管、请感谢您是否可以推荐适合此目的的1或2个器件型号。 我发现 PMEG2010ER 在0-70C 范围内具有极低的正向电压 Vf < 0.3V @0.1A。

    此致、

    卡马尔尼什

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    您好,Kamalnish Arora。

    我们官方建议不要违反 ADC 的绝对最大额定值。 可以使用两个单独的 LDO 来消除 LDO+和 LDO-使用 LM27762解决方案开启之间的延迟。 虽然这不是一个理想的解决方案、但行为看起来更像我在上一篇文章中发送的第二个示波器截图。

    二极管也可以是一种替代解决方案、用于限制 LDO-开启前的电压升高。  我没有推荐适用于此应用的特定二极管、但我认为使用您确定的参数的快速 Digikey 搜索足以找到合适的器件。 您需要的 PME 器件可以正常工作、但在旋转 电路板之前、我会先在您的系统中尝试任何二极管

    -Bryan

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    谢谢 Bryan、我会先尝试放置钳位二极管、看看它是否有所改进。  

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    您好,Kamalnish Arora。

    我很高兴我们能提供帮助

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    我在放置了低 Vf 二极管后对电路板进行了测试、结果问题得以解决。

    感谢您的支持。

    此致、

    卡马尔尼什