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)境而設計，例如工業(yè)或過程自動化環(huán)境。該電路使用 ADG5408 4通道CMOS多路復用器，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，且無需額外的外部瞬變保護電路。
瞬變過壓條件可造成傳統(tǒng)CMOS開關發(fā)生閂鎖。通過結隔離技術，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，導致電流被顯著放大，進而引起閂鎖。閂鎖是一種在關閉電源之前會持續(xù)存在的不良高電流狀態(tài)，它可能導致器件故障。
如果輸入或輸出引腳電壓之一超過供電軌一個二極管壓降以上，或者電源時序控制不當，則可發(fā)生閂鎖。如果通道上出現故障，且信號超過最大額定值，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開關上電前產生輸入端電壓，特別是使用多個電源為電路供電時。此條件可能超過器件的最大額定值，并觸發(fā)閂鎖狀態(tài)。
本設計中使用的兩個多路復用器和儀表放大器(IA)具有魯棒的輸入。ADG5408是防閂鎖型高壓8:1多路復用器。用于制造ADG5408的溝道 隔離技術可防止閂鎖狀態(tài)，并減少外部保護短路。防閂鎖不保證過壓保護，僅表示開關會進入高電流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40 V的輸入電壓，同時將輸出限制在供電軌內。例如，采用±18 V電源時，AD8226正或負輸入的無損害擺幅為±22 V。AD8226的所有輸入均通過內部二極管提供ESD保護。