圖1：電壓監控

 

上圖是一個典型的ADC電壓監控係統的設計，對比兩顆ADC
，TLC4541與ADS7951的使用情況。下麵分別從芯片手冊絕對最大值限製，輸入電壓隔離
，輸出接口隔離幾個角度來理解電源域隔離設計。

 

芯片絕對最大值限製

 

絕(jue)對(dui)最(zui)大(da)值(zhi)限(xian)製(zhi)
，是(shi)指(zhi)芯(xin)片(pian)管(guan)腳(jiao)上(shang)電(dian)壓(ya)，或(huo)者(zhe)芯(xin)片(pian)溫(wen)度(du)，或(huo)者(zhe)功(gong)率(lv)耗(hao)散(san)等(deng)超(chao)過(guo)了(le)絕(jue)對(dui)最(zui)大(da)允(yun)許(xu)值(zhi)，芯(xin)片(pian)可(ke)能(neng)會(hui)損(sun)壞(huai)的(de)一(yi)種(zhong)說(shuo)明(ming)。這(zhe)裏(li)我(wo)們(men)隻(zhi)考(kao)慮(lv)芯(xin)片(pian)管(guan)腳(jiao)電(dian)壓(ya)的(de)限(xian)製(zhi)，圖(tu)2是TLC4541的限製，所有的輸入電壓都是以VDD為參考，假設VDD為0V，也就是掉電的情況下，其他管腳的電壓最大隻能是正負0.3V
，否則芯片有可能損壞。圖3是ADS7951的限製，模擬電源和數字電源之間沒有限製

，但是輸入電壓和模擬供電電壓之間仍然有一個0.3V的限製
，就是模擬供電為0
，輸入管腳電壓不超過正負0.3V。在電路上可以等效為一個二極管串聯在輸入電壓管腳和模擬供電電壓管腳上麵。

 

圖2：絕對最大值限製（TLC4541）

 

圖3：絕對最大值限製（ADS7951）

 

隔離輸入電壓

 

由於絕對最大值的限製

，圖1中的ADC如果要采集電池電壓的話，那麼就必須保證ADC的模擬供電電壓5V一直存在，如果出於低功耗的考慮，5V需要關掉，那麼在電池電壓和ADC之間需要使用一個隔離器件
，否則有可能出現模擬供電電壓被抬升或者器件損壞的可能。模擬開關或者繼電器可以實現將電池電壓與ADC輸入斷開或者連接。TMUX154是專門為這種場景設計的模擬開關，可以保證沒有供電的情況下
，輸入輸出的I/O是高阻抗的（當VCC = 0 V時，支持斷電保護I/O引腳Hi-Z），達到隔離輸入電壓的目的。

 

隔離數字接口

 

ADC的數字接口通常與MCU連接
，如果MCU一直有電，但是ADC可能掉電進入低功耗，那麼電壓經過MCU和ADC內部的ESD二極管會泄漏到ADC的內部，這樣會導致ADC關不掉或者閂鎖效應。所以如果要保證MCU運行但是ADCduandianjinrudigonghaomoshi，xuyaoshiyongshuzijiekougeliqijian，zhelisuozhidegeliqijianbushiguangouhuozheciouyileidegaoyageliqijian，erjinjinshidianpinggeliqijian，biruhenduodedianpingzhuanhuanhuozhehuanchongqixinpian，liruSN74AVC4T774，可以支持沒有供電時
，輸出為高阻狀態（IOFF支持部分斷電模式操作）。

 

總結

 

本文主要討論了電壓監控ADC係xi統tong中zhong輸shu入ru電dian壓ya
，輸shu出chu接jie口kou隔ge離li的de問wen題ti，通tong過guo認ren識shi芯xin片pian的de絕jue對dui最zui大da值zhi限xian製zhi，探tan討tao了le使shi用yong模mo擬ni開kai關guan隔ge離li輸shu入ru電dian壓ya
，使shi用yong電dian平ping轉zhuan換huan器qi件jian隔ge離li輸shu出chu接jie口kou的de方fang法fa，為wei係xi統tong提ti供gong電dian源yuan域yu的de隔ge離li。

 

 

推薦閱讀：