本文主要是針對單通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC8771的浪涌防護方案，采用湖南靜芯研發(fā)的TDS浪涌保護器件對芯片進行浪涌防護，保護設(shè)備免受電氣系統(tǒng)中的浪涌電壓或浪涌電流的損害，確保設(shè)備的安全性。

一、DAC8771介紹

DAC8771是一款單通道的精密全集成16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，具有自適應(yīng)電源管理功能，適用于工業(yè)控制應(yīng)用中。自適應(yīng)電源管理電路在使能后能夠最大程度降低芯片功耗。通過編程設(shè)定為電流輸出后，電流輸出驅(qū)動器上的電源電壓根據(jù)電流輸出引腳處電壓的連續(xù)反饋，通過降壓/升壓轉(zhuǎn)換器在4V至32V范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)；通過編程設(shè)定為電壓輸出后，該電路為電壓輸出級(±15V)生成可編程電源電壓。DAC8771包含一個LDO，用于從單電源引腳生成數(shù)字電源(5V)，特別適合用于支持隔離式應(yīng)用中。

二、TDS器件介紹

TDS(平緩鉗位浪涌抑制器)具有精準(zhǔn)且恒定的觸發(fā)電壓、優(yōu)異的鉗位性能及穩(wěn)定的溫度特性，可為系統(tǒng)提供更全面保護。當(dāng) EOS 事件來臨時，瞬態(tài)電壓攀升至超過集成精密觸發(fā)器所設(shè)定的擊穿電壓（VBR）閾值，觸發(fā)電路精確的開啟內(nèi)置泄流場效應(yīng)晶體管，有效的將瞬態(tài)高壓與大電流安全釋放到地。由于TDS的內(nèi)置泄流場效應(yīng)晶體管具有極低的導(dǎo)通電阻，其鉗位電壓在額定峰值脈沖電流范圍內(nèi)幾乎是恒定的。

在選擇浪涌防護器件時，許多工程師會優(yōu)先選擇TVS二極管，實際上大電流TDS芯片在成本和性能、面積上比TVS更具優(yōu)勢。TDS器件的優(yōu)勢如下：

1. 在提供相同保護的情況下，TDS耗散浪涌能量較小，能通過自身特性將過壓與過流事件高效泄放到地，從而避免增加自身熱損耗。

2. TDS器件體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，為硬件工程師設(shè)計高度集成型解決方案提供了更優(yōu)選擇。如果應(yīng)用需要超過單個TDS器件所能提供的特定鉗位電壓， 可以將多個TDS器件串聯(lián)，提供了更多的靈活性。

3. TDS器件的鉗位電壓通常比傳統(tǒng)TVS保護設(shè)備的鉗位電壓低30%，減少了系統(tǒng)的電氣應(yīng)力，可以更好的保護后端IC，也為系統(tǒng)中的其他組件創(chuàng)造了更大的安全余量。

4. TDS器件在額定峰值脈沖電流范圍內(nèi)擁有幾乎恒定的鉗位電壓。傳統(tǒng)TVS二極管的箝位電壓隨著峰值脈沖電流的增加而增加，而TDS器件的鉗位電壓在最大峰值脈沖電流之前幾乎保持不變。

5. TDS器件的鉗位電壓在工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，而傳統(tǒng)TVS二極管的鉗位電壓隨溫度變化。TDS器件擁有卓越的耐用性，在工作規(guī)格內(nèi)性能不會下降，仍能保證低漏電和高鉗位電壓。

三、應(yīng)用方案

圖1 應(yīng)用方案

DAC8771可用于數(shù)模轉(zhuǎn)換，根據(jù)電流輸出引腳處電壓的連續(xù)反饋進行電壓調(diào)節(jié)，輸入端使用平緩鉗位浪涌抑制器ESTVS1400DRVR防止過電壓和瞬態(tài)。

ESTVS1400DRVR是湖南靜芯新推出的TDS平緩浪涌抑制器，均符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，在 ±30kV（空氣）和 ±30kV（接觸）下提供瞬變保護，采用小型 DFN 2mm x 2mm x 0.68mm 6引腳封裝。其中ESTVS1400DRVR通常用于保護工作電壓為12V、14V的系統(tǒng)，器件的觸發(fā)電壓典型值為17.2V，額定瞬態(tài)峰值脈沖電流可達60A(tp=8/20μs)，鉗位電壓VC為20V以內(nèi)。

四、器件電氣特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 ESTVS1400DRVR電氣特性表

五、總結(jié)與結(jié)論

DAC8771作為常用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，浪涌防護十分關(guān)鍵。TDS芯片的鉗位性能優(yōu)異、溫度特性穩(wěn)定，在汽車和工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)袠O大的應(yīng)用前景和市場。湖南靜芯同時推出14V、18V、22V、27V、33V等各種電壓等級的TDS平緩浪涌抑制器，可為系統(tǒng)提供更全面保護。

審核編輯 黃宇