ALD最近宣布了一種針對低壓電子系統的低功耗，高精度鉗位解決方案。為什么我們首先要在此類系統中使用電壓鉗制？

電壓鉗位電路用于保護電子系統免受電源和信號線上有害電壓瞬變的影響。下面描述了需要高精度電壓鉗位的示例應用。

精密ADC設計圖。

ADC驅動器提供的模擬信號可能會超出ADC的指定輸入范圍，因為當ADC使用5 V電源供電時，驅動器的工作電壓為±15V。過壓情況可能會對ADC造成永久損壞或降低其性能。如上所述，ADC輸入通常具有內部保護二極管，當輸入電壓超過規定范圍時，該二極管會導通。但是，這些二極管不能在較長時間內承載大電流。因此，需要某種外部過壓保護。

為什么高精度電壓鉗位通常是理想的解決方案？我們需要將模擬輸入與ADC的輸入范圍進行匹配。如果沒有高精度鉗位電路，則模擬信號應限制在ADC參考電壓以下的保守水平。這將浪費ADC的動態范圍和分辨率。

傳統解決方案

可以在驅動器輸出端使用一對齊納二極管或肖特基二極管，以保護ADC免受過壓情況的影響。與ADC內部二極管相比，這些外部二極管具有更高的連續電流傳導能力。

提供輸入保護的鉗位。

二極管性能的幾個方面應被視為具有有效的鉗位電路。當鉗位電路未激活時，二極管應具有低反向泄漏電流，以免增加系統功耗。

此外，二極管應在信號路徑中增加可忽略的寄生電容。此外，增加的寄生電容不應隨施加的電壓電平而顯著變化。這很重要，因為寄生電容的非線性行為會降低系統的整體諧波失真。

另一個重要參數是二極管的反向恢復時間。通過快速反向恢復，當模擬信號返回到ADC輸入范圍時，二極管可以立即關斷。這使系統在過壓情況下能夠快速恢復其正常運行。

還有許多其他類型的高速電壓鉗位，每種鉗位都有各自的優缺點。

出于多種原因，齊納二極管不適用于低電壓，低功率鉗位電路。

首先，齊納二極管吸收大量電流。精密齊納二極管可吸收高達50 μA的泄漏電流（有些甚至可吸收20 mA）。這不能為我們提供可接受的低功耗電路保護解決方案，該電路僅消耗數百納安的電流。其次，即使是精密的齊納二極管也無法提供精確定義的閾值電壓。它們的閾值電壓只有大約±2％的精度，無法滿足無線發射器，電池管理系統，超級電容器和能量收集應用中常見的許多敏感電路的需求。

最后，齊納二極管通常不能提供非常低的鉗位電壓（例如，低至1.6 V）。

先進線性設備公司的低壓，低功率電壓鉗位

Advanced Linear Devices（ALD）最近宣布了一種低功耗，高精度鉗位解決方案SABMBOVP，該解決方案針對5 V或以下的低壓電子系統。

這些模塊基于公司專有的EPAD技術，并采用超低壓精密增強模式MOSFET來實現低功耗，低壓鉗位解決方案。

SABMBOVP2XX的示意圖如下所示：

SABMBOVP2XX的示意圖。

該模塊監控輸入電壓并導通輸出晶體管以將電壓鉗位在預定值。據說這種新解決方案在性能的幾個不同方面都優于傳統的基于齊納鉗位電路。它的靜態電流小于100 nA，并提供更精確的閾值電壓。

響應時間小于100 ns，并且模塊具有的浪涌電流處理能力大于100 mA。模塊提供的鉗位電壓遠低于基于齊納二極管的解決方案。

重要的是要注意，該模塊不需要使用齊納鉗位電路時通常需要的任何其他組件，例如電阻分壓器，緩沖電路或穩壓器。

結果，新解決方案可以降低復雜性和功耗。

編輯：jq