本文主要是針對(duì)LDO線性穩(wěn)壓器TPS7A3901的浪涌防護(hù)方案，采用湖南靜芯研發(fā)的TDS浪涌保護(hù)器件對(duì)芯片進(jìn)行浪涌防護(hù)，保護(hù)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、TPS7A3901介紹

TPS7A39器件是雙路、單片、高PSRR、正負(fù)極低壓降(LDO)穩(wěn)壓器，支持高達(dá)150mA的拉電流（和灌電流）。該器件的穩(wěn)壓輸出可在外部獨(dú)立調(diào)節(jié)為對(duì)稱或不對(duì)稱電壓，因此是進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)的理想型雙路雙極性電源。兩個(gè)穩(wěn)壓器采用與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字邏輯對(duì)接的單個(gè)正邏輯使能引腳即可進(jìn)行控制，可通過(guò)電容器編程的軟啟動(dòng)功能將控制浪涌電流和啟動(dòng)時(shí)間。TPS7A39的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓可用外部基準(zhǔn)電壓覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)精密輸出、獲得輸出電壓閾量或跟蹤其他電源。此外，TPS7A39具有緩沖 準(zhǔn)輸出，此輸出可用作系統(tǒng)中其他組件的電壓基準(zhǔn)。這些特性使得TPS7A39成為一種為運(yùn)算放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以及其他精密模擬電路供電的強(qiáng)大而簡(jiǎn)化的解決方案。

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(hù)。當(dāng) EOS 事件來(lái)臨時(shí)，瞬態(tài)電壓攀升至超過(guò)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(kāi)啟內(nèi)置泄流場(chǎng)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(chǎng)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(hù)器件時(shí)，許多工程師會(huì)優(yōu)先選擇TVS二極管，實(shí)際上大電流TDS芯片在成本和性能、面積上比TVS更具優(yōu)勢(shì)。TDS器件的優(yōu)勢(shì)如下：

1. 在提供相同保護(hù)的情況下，TDS耗散浪涌能量較小，能通過(guò)自身特性將過(guò)壓與過(guò)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(jì)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(guò)單個(gè)TDS器件所能提供的特定鉗位電壓， 可以將多個(gè)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(hù)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(hù)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(huì)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

雙通道LDO TPS7A3901穩(wěn)壓器輸出可獨(dú)立調(diào)節(jié)以獲得 ±12V。LDO 運(yùn)行所需的3.3V 和 5V電源由LDO產(chǎn)生，其輸出通過(guò)工作在過(guò)壓保護(hù)模式的平緩鉗位浪涌抑制器（TDS）ESTVS1400DRVR來(lái)防止過(guò)壓,穩(wěn)壓器輸出可獨(dú)立調(diào)節(jié)以獲得±12V。

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(hù)，采用小型 DFN 2mm x 2mm x 0.68mm 6引腳封裝。ESTVS1400DRVR通常用于保護(hù)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(dá)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

TPS7A3901作為常用的LDO穩(wěn)壓器，浪涌防護(hù)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)?huì)有極大的應(yīng)用前景和市場(chǎng)。湖南靜芯同時(shí)推出14V、18V、22V、27V、33V等各種電壓等級(jí)的TDS平緩浪涌抑制器，可為系統(tǒng)提供更全面保護(hù)。