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[参考译文] MSP430G2755：模拟输入引脚保护

admin
Guru**** 670830 points
Other Parts Discussed in Thread: LM9076
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/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/698690/msp430g2755-analog-input-pins-protection

器件型号：MSP430G2755
主题中讨论的其他器件：LM9076

您好！

在测量24V 直流电压时、如果微控制器由3.3V 电压供电、并且我们通过10：1高阻抗分压器进行探测、那么我们现在有一个内部辩论、是否需要在模拟输入引脚上添加额外的外部保护。 更多详细信息：

-此器件完全自包含、除了来自 SMPS 砖型适配器的外部24V 直流之外、没有外部输入。 所有数据交换都是无线的。

-此24V 输入电压进入具有 LM9076BMA 的线性稳压器、该稳压器使用3.3V 电压为微控制器供电

-24V 输入电压也使用10：1串联分压器44.2k 进行采样、4.99k 接地。 另一种选择是通过162k 系列和18k 接地进行采样。

两个选项都提供10：1的比率，因此输出电压为2.4V。 等效电路为2.4V 电源、第一种情况下的内部电阻为4.5k (44k2||4.99)、第二种情况下的内部电阻为16.2k (162k ||18k)。

数据表在第19页指定了绝对最大额定值"施加到任何引脚(2)的电压–0.3V 至 V CC + 0.3V "和"任何器件引脚上的二极管电流±2mA"。

在这些情况下、我们是否需要在模拟输入端的 Vcc 和 GND 上添加钳位二极管？ 如果我们没有它们、最糟糕的情况是什么？ 期待您的意见、感谢您对此进行研究。

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    TI__Guru**** 670830 points
    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。
    这一切取决于应用。 如果这是关键任务部件、则应添加保护功能。
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    TI__Guru**** 670830 points
    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。

    您好、Tudor、

    根据您的系统说明、我个人看不到明确的外部保护要求。

    拥有它将会更安全、但如果您描述的所有电压都是稳定的、直流电压(在实际应用中不太可能、但您的系统确实声音很小)、则不应有电流流经 GPIO 的 ESD 结构、并且不会超过+/-2mA 二极管电流限制。 在给定分压器分压比的情况下、任何电压都不会超过绝对最大额定值。

    选择第二种情况下的电阻分压器会由于源电阻的增加而导致 ADC 测量的最小 Tsample 增大、如果 可以 接受此较慢的采样率、则该值将取决于您的系统要求( 有关更多详细信息、请参阅用户指南的第22.2.5.1节)：

    如果由于系统级故障而超过引脚的二极管电流限制、则会导致二极管向 VCC 轨馈电导致 MCU 的电源电压升高。 这可能会导致超出最大电源电压规格、并导致器件损坏、从而导致功能和参数故障随时间的推移。

    之前有人问过一个与电表保护电路相关的类似问题、该电路的响应包含一些您可以在 此处查看的不错资源。

    此致、

    标记-

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    TI__Guru**** 670830 points
    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。
    感谢 Mark 和 Mike 的见解。 由于能够使用内部钳位或不会让其他人感兴趣、因此我会将其保持更开放的状态。

    这是关于 RFID 读取器、它提供有关标签通过的统计信息。 与生命或安全无关。 因此，从这一点来看，只要微型设备继续正常运行，就不是“关键任务”。

    采样时间并不重要、因为我们只是在加电后测量一些直流电压以进行电路板自检。 如果6个值中的任何一个超出范围、则自检失败、我们会记录错误代码并保持"ok" LED 熄灭。 稍后可以发出命令来重复测试。

    因此、目前我们希望节省10个钳位二极管的成本、 但有一个问题是、在上电期间、2.4V 输入电压可能会持续50ms、而由于3.3V 电源的启动时间延迟、微控制器会保持复位状态。 很抱歉、我应该已经提到 LM9076 3.3V 电源还会从其/RESET 引脚为微控制器生成复位信号、因此微控制器仅在其电源正常且高于2.4V 输入后才会退出复位状态。

    问题是、如果在这段短时间内在内部钳位二极管上施加外部电流、则在其上电后可能会使内部芯片运行中断？ 对于您、这是否看起来是可能的故障场景？
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    TI__Guru**** 670830 points
    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。

    我们 的《ESD 二极管电流规格》应用报告应能解答您的问题。

    此致、

    James

    MSP 客户应用

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    TI__Guru**** 670830 points
    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。

    我想我不理解这一问题。  当分压器顶部为24V 时、即使 Vcc 接地、您的任一分压器选项似乎都将二极管电流保持在2mA 以下。  此外、处理器是否处于复位状态也无关紧要。  Vcc 处的电压很重要-这是内部保护二极管连接到的电压。  我不知道您通过添加外部二极管实现了什么。  除非它们是肖特基二极管、否则您甚至无法确定是否有任何电流过它们。  只要分压器在最坏的情况下将电流保持在2mA 以下、我认为您是好的。  我认为没有外部延迟复位也可以。  MSP430内置了所有这些电路。

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    TI__Guru**** 670830 points
    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。

    谢谢 James 和其他所有人、现在这个问题已经很清楚了。 在我们的案例中、无需使用外部肖特基二极管来提供额外保护、因为在最坏的情况下、我们使用高阻值电阻器将通过 ESD 二极管的任何电流限制在~0.5mA、持续~50ms。 Tudor