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本文主要是针对降压DC/DC集成电感LMZ21701的浪涌防护方案,采用湖南静芯研发的TDS浪涌保护器件对芯片进行浪涌防护,保护设备免受电气系统中的浪涌电压或浪涌电流的损害,确保设备的安全性。
LMZ21701微型模块是易于使用的降压直流/直流解决方案,可在空间受限的应用中驱动高达1000mA的负载。仅需一个输入电容器、一个输出电容器、一个软启动电容器和两个电阻器即可完成基本操作,是低压降压稳压器(LDO)替代产品。
TDS(平缓钳位浪涌抑制器)具有精准且恒定的触发电压、优异的钳位性能及稳定的温度特性,可为系统提供更全面保护。当 EOS 事件来临时,瞬态电压攀升至超过集成精密触发器所设定的击穿电压(VBR)阈值,触发电路精确的开启内置泄流场效应晶体管,有效的将瞬态高压与大电流安全释放到地。由于TDS的内置泄流场效应晶体管具有极低的导通电阻,其钳位电压在额定峰值脉冲电流范围内几乎是恒定的。
在选择浪涌防护器件时,许多工程师会优先选择TVS二极管,实际上大电流TDS芯片在成本和性能、面积上比TVS更具优势。TDS器件的优势如下:
1. 在提供相同保护的情况下,TDS耗散浪涌能量较小,能通过自身特性将过压与过流事件高效泄放到地,从而避免增加自身热损耗。
2. TDS器件体积小巧,结构紧凑,为硬件工程师设计高度集成型解决方案提供了更优选择。如果应用需要超过单个TDS器件所能提供的特定钳位电压, 可以将多个TDS器件串联,提供了更多的灵活性。
3. TDS器件的钳位电压通常比传统TVS保护设备的钳位电压低30%,减少了系统的电气应力,可以更好的保护后端IC,也为系统中的其他组件创造了更大的安全余量。
4. TDS器件在额定峰值脉冲电流范围内拥有几乎恒定的钳位电压。传统TVS二极管的箝位电压随着峰值脉冲电流的增加而增加,而TDS器件的钳位电压在最大峰值脉冲电流之前几乎保持不变。
5. TDS器件的钳位电压在工作温度范围内保持稳定,而传统TVS二极管的钳位电压随温度变化。TDS器件拥有卓越的耐用性,在工作规格内性能不会下降,仍能保证低漏电和高钳位电压。

图1 应用方案
该模块是一种易于使用的降压直流/直流解决方案,能够在空间受限的应用中驱动高达 1000mA 的负载。基本作只需要一个输入电容器、一个输出电容器、一个软启动电容器和两个电阻器。使用平缓钳位浪涌抑制器(TDS)ESTVS2700DRVR对输入进行过压和瞬态保护。输出可配置为高达 6 V,使其成为许多 IO 模块应用的选择。
ESTVS2700DRVR是湖南静芯新推出的TDS平缓浪涌抑制器,均符合IEC 61000-4-2 (ESD) 规范,在 ±30kV(空气)和 ±30kV(接触)下提供瞬变保护,采用小型 DFN 2mm x 2mm x 0.68mm 6引脚封装。ESTVS2700DRVR通常用于保护工作电压为24V、27V的系统,器件的触发电压典型值为31.4V,额定瞬态峰值脉冲电流可达70A(tp=8/20μs),钳位电压VC为33V以内。
At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 ESTVS2700DRVR电气特性表
LMZ21701作为常用的降压集成电感,浪涌防护十分关键。TDS芯片的钳位性能优异、温度特性稳定,在汽车和工业控制领域将会有极大的应用前景和市场。湖南静芯同时推出14V、18V、22V、27V、33V等各种电压等级的TDS平缓浪涌抑制器,可为系统提供更全面保护。
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