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信息来源:本站 日期:2024-08-23

耗尽型MOSFET在传感器芯片电与保护方案中的应用(文字版)


耗尽型MOSFET在传感器芯片供电与保护方案的应用



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图1  智能变送器典型硬件结构框图


传统变送器仅提供标准的模拟 4~20mA 二线制信号传送,随着微电子技术发展,HART协议下出现了功能更强大的智能变送器,其用微处理芯片完成信号的处理,直接与计算机进行数字通信,并且同时保留 4~20mA 电流环信号。


智能变送器抗干扰能力强、 传输距离远、高精度、功能强大,是传感器领域的一次技术飞跃,正逐步替代传统变送器。


智能变送器中 DAC 模块(数模转换)尤为关键,DAC 模块自身在恶劣环境下的供电、以及对浪涌、瞬态干扰的抑制,是整个传感器系统安全、稳定工作的关键保障AD5421是一款完整的环路供电型 4~20mA 数模转换器(DAC)。典型供电及保护电路方案如图2所示:


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图2  AD5421的典型供电及保护方案


一般环路电源为 24V,当 24V 环路电压直接输入时,极限情况下(电流为24mA时),AD5421的片上功耗就高达576mW(24V *24mA=576mW ),功耗相对较高,因此 ADI 推荐使用外置耗尽型 MOSFET 进行供电。


将耗尽型 MOSFET 串联在 AD5421 与环路电源之间,可以使 AD5421 的 REGIN(内部稳压器输入端口)电压稳定在12V,多余的电压降落在耗尽型 MOSFET 的漏-源两端,这样 AD5421 的最大片上功耗就只有 288mW(12V*24mA=288mW ),有利于AD5421的长期稳定工作。


使用外置耗尽型 MOSFET 供电,可以让 AD5421 工作在更高电压的环路电压条件下。允许的最高环路电压由耗尽型 MOSFET 的击穿电压决定。


耗尽型MOSFTE还能够有效抑制电路浪涌和瞬态干扰,确保AD5421在恶劣环境下也能稳定的工作。保障传感器系统的稳定运行。


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ARK(方舟微)DMX(S)1072系列 & DMX(S)4022E系列自身具有ESD防护设计,能有效避免ESD造成的损伤;DMX(S)42C10A系列 & DMX(S)22C40A系列具有极低的漏电流,高温稳定性更高,非常适合于高温环境中的应用。


图三为具备HART功能的智能变送器电路示意图,该系列产品用于给AD421/AD5421的VCC供电,该系列产品支持高电压输入,具有极佳的抑制瞬态浪涌能力,可对复杂电磁环境中的传感器、变送器实现有效的过压过流保护。该系列产品的参数、品质完全达到国外同类产品水平,其性能已达到甚至超过常用的DN2530、DN2535、DN2540、DN3545、LND150等产品,可实现完美替代。


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图3  AD421的典型供电及保护





ARK(方舟微)成立于2008年,是国内唯一专注耗尽型MOSFET设计的公司。产品以集成控制的方式提供具有出众的功率处理和电源管理能力,自主研发的耗尽型MOSFET、特殊型增强型MOSFET、高压集成稳压器、过流过压保护器、无源瞬态抑制器、集成功率器件、光继电器、SiC FET等系列产品大量用于快充、LED、工业控制、电动汽车、通信电路、物联网、光伏、服务器电源和充电桩等领域。


公司创始人具有多年半导体行业研发与管理经验,团队包括:海归博士、国内顶尖大学硕士,及海外研发合作团队组成,研发人员大多具有十年以上功率半导体行业研发经验。所有产品均自主研发,相关技术已获发明专利,目前公司具有发明专利及集成电路布图近70项,是以自主研发为核心竞争力的半导体原厂。


    ARK(方舟微)的产品可直接替代Infineon、IXYS、Microchip等公司的器件,例如:DN3545、DN2540、DN2530、LND150N8、BSS169、BSS159、BSS139、BSS129、IRF6216、CPC3909、CPC5602、IXTA6N50D2、IXTY1N6R100D2、TC6320等。ARK(方舟微)可根据客户需求,提供特殊参数的器件定制开发服务,如:PMOS、N+P双沟道MOS、中压大电阻MOS等。


ARK(方舟微)产品包括工业类和消费类两条产品线,自主研发的DMMOS®系列产品,BVDSX从60V-1200V;RDS(ON)从008Ω-700Ω,覆盖全系列耗尽型MOSFET。


产品以高品质、高性能对标国外同类产品,实现国产替代,被国内外客户认可并广泛采用。





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