[参考译文] TMUX6212：上电期间和之后开关的状态是什么？

高克莱门斯

谢谢你的答复。

1.当我在您的数据表中看到"失效防护"功能描述时、我感觉这款器件很稳健、自动认为"失效防护"功能可能适用于 I/O 引脚。  

我建议您在"失效防护"说明段中添加"当开关断电时、不允许对 I/O 引脚施加电压"语句。  问题在于、应用设计人员几乎不会像 IC 设计人员那样考虑或查看 IC 器件。 我们中的一些人来自电气应用背景。   

2.我假定在电源电压达到4.5V 之前、I/O 引脚应该处于高阻抗状态、就像很多其它 IC 的运行方式一样、并且应该根本不运行。。。 那么、"不能保证正常运行"这句话究竟是什么意思呢？ 这种声明对应用设计没有帮助。  我们需要清晰明确的行为/状态描述 、描述上电前后的情况。

谢谢

托尼

您好，Kameron

感谢您的进一步解释。  

说实话、这是第一次对 TI 的芯片感到有点失望。  

目前超过90%的应用程序以3.3或更低的速度运行。 在我的设计中、我必须使用升压器将电压从3.3V 升至超过4.5V、这意味着该器件绝不会在施加 I/O 引脚电压之前通电(因为我的4.5V 始终滞后于3.3V)。   

您可能会争辩说、所有3.3V 电压都从5V 或者更高水平被降压、然而、请牢记、很多模块设计只有3.3V 电源可用、并且5V 或者更高电压不可访问。  您能否设计一种能在3V 电压下工作的开关 IC？ 或者是否可以在上电之前移除钳位二极管并允许在 I/O 引脚上提供电压？

我的想法可能是无效的、但它们是实际的应用情况。  你对这个问题有什么疑问吗？

谢谢！

托尼

BTW、我的电源输入是3.3V-12V (因此我的设计需要在仅3.3V 电源时工作)、这就是我选择这款高压开关的原因。 升压器支持3.3V 至15V 的电压范围。

一些开关在断电期间具有高阻抗 I/O；在搜索功能中、此功能不被称为"失效防护逻辑"、而是"断电保护"。

您的信号电压是多少？ 使用 LDO 生成开关的电源可能会更容易。

高克莱门斯

感谢您的回复。

遗憾的是、所有具有"关断保护"特性的器件都是低电压(低于5V)、当我的应用电源输入为12V 时将不起作用。

我正在考虑 TMUX6212在我的设计中可能适用的任何可能性或情形。  例如、当我使用开关将一个信号向下接地时、例如将漏极连接到 GND、将源极连接到具有高输出阻抗的模拟信号(无论如何都会有一个放置电阻器)、 因此、流经钳位二极管的电流将受到限制、并且只在很短的时间内、一旦升压器上电、钳位二极管就不会出现任何电流...您认为？

谢谢

托尼

您的信号电压是多少？

您好、Tony、很抱歉本设备操作产生的混乱、下面我来更详细地解释一下。

1.您对 tmux6212在您的应用中的工作方式的想法是正确的,并且当 Booster 加电时,如果您的设备将不会通过信号, 信号路径/源极引脚  施加输入电压(I/O 电压 必须在建议的工作条件内)时、将取消选择控制引脚。

由于该器件具有连接电源的钳位二极管、并且当输入电压高于电源电压(如 VDD=0v 且源极引脚>VDD+0.7V)时、来自输入端的电流将流经 ESD 钳位二极管并进入电源。 问题在于、当 内部 ESD 二极管正向偏置时、I/O 路径上的电压会对开关电源引脚进行反向供电、并损坏电源轨上的元件。 这两个链接详细介绍了关断保护和电源中的 ESD 二极管

https://e2e.ti.com/support/switches-multiplexers-group/switches-multiplexers/f/switches-multiplexers-forum/658358/faq-do-i-need-powered-off-protection-hi-z-when-vcc-0v

https://e2e.ti.com/support/switches-multiplexers-group/switches-multiplexers/f/switches-multiplexers-forum/1108438/faq-do-ti-analogue-switches-multiplexers-have-internal-esd-protection

我认为我们可以尝试的另一种解决方案是使用具有断电保护功能的 TMUX4827等器件、该器件可确保开关在未通电时处于高阻态、并且不允许在您的系统中反向供电。 此外、该器件具有一项名为"电源电压超限"的功能、这意味着它可以传递大于其电源电压的信号。 因此它可以使用3V 电源传递12v 信号！  

除了获得1：1 4通道功能、我们需要使用其中4个器件。 最后,我会把你的建议转达给其他的多路复用团队。

请告诉我您的看法！

此致、

卡梅隆

高克莱门斯

我打算使用开关通过控制 P-MOSFET 来打开/关闭高电流负载、有两种方法：  

1.开关的源极管脚连接到 Vin (3-12V)，开关的漏极管脚连接到 FET 的栅极。 因此我可以导通/关断 FET (使用栅极下拉电阻器)。

2.开关的源极引脚连接到 FET 的栅极，开关的漏极引脚连接到 GND，因此可以导通/关断 FET (使用栅极上拉电阻)。  

我需要同时使用两种方式来打开/关闭负载、这样开关源极引脚上的电压为 Vin……我想、但我不能使用 Vin 为开关供电、因为当 Vin=3.3V 时它将不起作用。

当输入电压大于3.3V 时、我有一个降压转换器来获得3.3V 电压(用于控制电路的测试)。

现在您可以看到、在系统上电期间、开关 I/O 引脚的明确状态/行为对我的设计有多重要。

我至少有4个控制信号可以独立开启/关闭负载、因此开关的4个通道通过共源极或共漏极连接方式进行连接。 我认为这不应该是一个问题、 请确认。

谢谢

托尼

您好，Kameron

非常感谢您提供的详细信息。

1.很高兴您在上电期间确认了开关 I/O 引脚的高阻抗状态。  我将假设 I/O 引脚的高阻抗将保持并在超过4.5V 的电源后保持到稳定电平、直到其 SEL 引脚被切换(我将确保在升压器上电之前和期间所有 SEL 引脚都被下拉)、 我对吗？

2.感谢您的建议。 TMUX4827的关断保护功能很好(为什么高压开关不提供该功能？)、但当我的 Vin > 5V 时需要一个额外的 LDO (由于我的负载电压和电流测量电路、升压器是必备件)、另一个问题是我的 Vin 在16V 时过压保护、 开关 I/O 引脚的超出12V 电源电压可能不够好、此外、从 BOM 和电路板面积的角度来看、使用4个开关可能成本过高。  

3、我还在考虑 TMUX6212的可能性、我可以了解与钳位二极管反向供电相关的潜在问题、在我的设计中、升压器输出仅为 INA849/INA821供电来测量负载电压/电流。 请查看我对 Clemen 的回复以获取有关我的应用的信息、并帮助我找到使用 TMUX6212的任何可能性。  我的想法是在升压器上电期间、在短时间内限制流过钳位二极管的电流、因为只要开关能够承受反向供电、对我的电路就不会造成太大伤害。 在最坏的情况下、我可以接受所有连接到 GND 的漏极引脚和所有通过电阻器连接到 FET 栅极的源极引脚、因此会将流过钳位二极管的电流限制在几 mA 以内。  请帮助检查这一想法是否可行。

感谢您的支持。

托尼

您好、Tony、

是的、正确。一旦器件通电至4.5V、并且选择引脚被下拉至接地、IO 引脚将处于高阻态。

了解您在应用中使用 TMUX4827的问题、并会帮助您使用 TMUX6212

3.查看您的解释和您对 Clemens 的回应后,我了解您的应用。 您可以更正、如果您将通过器件的电流限制 在几 mA 范围内、则此应用中不应销毁多路复用器。 只需在信号路径前使用限流电阻器、即可确保电流受到限制。  

此外、我知道反向供电在您的应用中不是问题、但 如果您希望器件具有断电保护功能、可以选择 TMUX7412F。

请告诉我您的看法！

此致、

卡梅隆

您好，Kameron

感谢您的帮助。

研究后、我们在没有或不使用小电阻器的情况下、在 Vin 和 PMOSFET 的栅极之间仍然需要连接至少一个开关来实现负载短路保护(以快速关闭电力线)、 此外、允许电流流过钳位二极管也不是一个体面的设计、为了符合 IEC61508标准、我们已决定放弃 TMUX6212。 替代器件可以是 ADI 公司的 ADG5412BF、虽然价格较为昂贵、但我们的选件已经售罄。   

我希望 TI 能在不久的将来以更低的成本推出一款竞争对手的器件、同时我也愿意重新选择 TI。

非常感谢您提供灵敏的技术支持、这正是让 TI 成为我最喜爱的供应商(至少优于 ADI)的关键原因。

谢谢你。

托尼

您好、Tony、

感谢您的答复,非常感谢!  

我在此重申一下、TI 实际上拥有一套以 TMUX7412F 形式提供的 ADG5412BF 竞争解决方案！

下面的比较表可帮助您更好地理解。

e2e.ti.com/.../TMUX7412F-vs-ADG5412BF.pptx

虽然使用与磁通同步技术相比 TMUX7412F (在 PowerPoint 中以绿色突出显示)通过了 ADG 器件 ， 竞争器件唯一不同的特性是双向过压 保护和断电保护(这意味着它可以保护源极到漏极或漏极到源极的不需要的信号)。 TMUX7412F 是双向传递信号、但用于保护信号源漏极(我认为这正是您在该应用中所需的)。

请看一下 PowerPoint、看看这些器件是否合适。

此致、

卡梅隆

您好，Kameron

感谢您突出显示 我没有注意到的 TMUX7412F。

它看起来比 TMUX6212好很多、但仅对源极引脚 应用断电保护可能会成为一个问题、并且可能会在我们的应用中导致问题

我们需要在 Vin 和 PMOSFET 栅极之间连接开关以快速关断 FET、因此、漏极引脚(连接到 FET 的栅极)需要保持高阻抗以维持栅极电压(等于 Vin) 当 Vin 上电且开关的 Vdd 为接地时(来自升压器输出)。  

为了以设计的转换率打开我们的负载、我们在 PMOSFET 的栅极上添加一个电容器(具有一个栅极下拉电阻器和一个到 GND 的开关)。 该电容器与升压器输出电容器将通过漏极引脚的钳位二极管由 Vin 进行充电、这种充电会使栅极电压达到接地电平、并可能在建立升压器输出之前瞬时打开 PMOSFET。

此致

托尼

您好，Kameron

感谢您的支持。

请告诉团队、从应用角度来看、如果将模拟开关用作替代继电器、那将是一款出色的产品。

此致

托尼