魯棒、低功耗的電池監(jiān)控電路前端

圖1所示電路為魯棒的電池監(jiān)控前端，專為可能發(fā)生瞬變的環(huán)境而設(shè)計(jì)，例如工業(yè)或過程自動(dòng)化環(huán)境。該電路使用 ADG5408 4通道CMOS多路復(fù)用器，后接AD8226 儀表放大器，以低功耗和低成本精確監(jiān)控各電池的電壓，且無(wú)需額外的外部瞬變保護(hù)電路。
瞬變過壓條件可造成傳統(tǒng)CMOS開關(guān)發(fā)生閂鎖。通過結(jié)隔離技術(shù)，PMOS和NMOS晶體管的N和P井形成寄生硅控整流器(SCR)電路。過壓條件觸發(fā)此SCR，導(dǎo)致電流被顯著放大，進(jìn)而引起閂鎖。閂鎖是一種在關(guān)閉電源之前會(huì)持續(xù)存在的不良高電流狀態(tài)，它可能導(dǎo)致器件故障。
如果輸入或輸出引腳電壓之一超過供電軌一個(gè)二極管壓降以上，或者電源時(shí)序控制不當(dāng)，則可發(fā)生閂鎖。如果通道上出現(xiàn)故障，且信號(hào)超過最大額定值，則故障可觸發(fā)典型CMOS器件的閂鎖狀態(tài)。
電路上電期間，也可能在CMOS開關(guān)上電前產(chǎn)生輸入端電壓，特別是使用多個(gè)電源為電路供電時(shí)。此條件可能超過器件的最大額定值，并觸發(fā)閂鎖狀態(tài)。
本設(shè)計(jì)中使用的兩個(gè)多路復(fù)用器和儀表放大器(IA)具有魯棒的輸入。ADG5408是防閂鎖型高壓8:1多路復(fù)用器。用于制造ADG5408的溝道 隔離技術(shù)可防止閂鎖狀態(tài)，并減少外部保護(hù)短路。防閂鎖不保證過壓保護(hù)，僅表示開關(guān)會(huì)進(jìn)入高電流SCR模式。ADG5408還具有8 kV人體模型靜電放電(ESD)額定值(ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2010)。
AD8226是一款低成本、低功耗儀表放大器，具有魯棒的輸入，可處理相反供電軌最高達(dá)40 V的輸入電壓，同時(shí)將輸出限制在供電軌內(nèi)。例如，采用±18 V電源時(shí)，AD8226正或負(fù)輸入的無(wú)損害擺幅為±22 V。AD8226的所有輸入均通過內(nèi)部二極管提供ESD保護(hù)。