LDO线性稳压器TPS7A3901浪涌防护方案

本文主要是针对LDO线性稳压器TPS7A3901的浪涌防护方案，采用湖南静芯研发的TDS浪涌保护器件对芯片进行浪涌防护，保护设备免受电气系统中的浪涌电压或浪涌电流的损害，确保设备的安全性。

一、TPS7A3901介绍

TPS7A39器件是双路、单片、高PSRR、正负极低压降(LDO)稳压器，支持高达150mA的拉电流（和灌电流）。该器件的稳压输出可在外部独立调节为对称或不对称电压，因此是进行信号调节的理想型双路双极性电源。两个稳压器采用与标准数字逻辑对接的单个正逻辑使能引脚即可进行控制，可通过电容器编程的软启动功能将控制浪涌电流和启动时间。TPS7A39的内部基准电压可用外部基准电压覆盖，从而实现精密输出、获得输出电压阈量或跟踪其他电源。此外，TPS7A39具有缓冲 准输出，此输出可用作系统中其他组件的电压基准。这些特性使得TPS7A39成为一种为运算放大器、数模转换器(DAC)以及其他精密模拟电路供电的强大而简化的解决方案。

二、TDS器件介绍

TDS(平缓钳位浪涌抑制器)具有精准且恒定的触发电压、优异的钳位性能及稳定的温度特性，可为系统提供更全面保护。当 EOS 事件来临时，瞬态电压攀升至超过集成精密触发器所设定的击穿电压（VBR）阈值，触发电路精确的开启内置泄流场效应晶体管，有效的将瞬态高压与大电流安全释放到地。由于TDS的内置泄流场效应晶体管具有极低的导通电阻，其钳位电压在额定峰值脉冲电流范围内几乎是恒定的。

在选择浪涌防护器件时，许多工程师会优先选择TVS二极管，实际上大电流TDS芯片在成本和性能、面积上比TVS更具优势。TDS器件的优势如下：

1. 在提供相同保护的情况下，TDS耗散浪涌能量较小，能通过自身特性将过压与过流事件高效泄放到地，从而避免增加自身热损耗。

2. TDS器件体积小巧，结构紧凑，为硬件工程师设计高度集成型解决方案提供了更优选择。如果应用需要超过单个TDS器件所能提供的特定钳位电压， 可以将多个TDS器件串联，提供了更多的灵活性。

3. TDS器件的钳位电压通常比传统TVS保护设备的钳位电压低30%，减少了系统的电气应力，可以更好的保护后端IC，也为系统中的其他组件创造了更大的安全余量。

4. TDS器件在额定峰值脉冲电流范围内拥有几乎恒定的钳位电压。传统TVS二极管的箝位电压随着峰值脉冲电流的增加而增加，而TDS器件的钳位电压在最大峰值脉冲电流之前几乎保持不变。

5. TDS器件的钳位电压在工作温度范围内保持稳定，而传统TVS二极管的钳位电压随温度变化。TDS器件拥有卓越的耐用性，在工作规格内性能不会下降，仍能保证低漏电和高钳位电压。

三、应用方案

图1 应用方案

双通道LDO TPS7A3901稳压器输出可独立调节以获得 ±12V。LDO 运行所需的3.3V 和 5V电源由LDO产生，其输出通过工作在过压保护模式的平缓钳位浪涌抑制器（TDS）ESTVS1400DRVR来防止过压,稳压器输出可独立调节以获得±12V。

ESTVS1400DRVR是湖南静芯新推出的TDS平缓浪涌抑制器，均符合IEC 61000-4-2 (ESD) 规范，在 ±30kV（空气）和 ±30kV（接触）下提供瞬变保护，采用小型 DFN 2mm x 2mm x 0.68mm 6引脚封装。ESTVS1400DRVR通常用于保护工作电压为12V、14V的系统，器件的触发电压典型值为17.2V，额定瞬态峰值脉冲电流可达60A(tp=8/20μs)，钳位电压VC为20V以内。

四、器件电气特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 ESTVS1400DRVR电气特性表

五、总结与结论

TPS7A3901作为常用的LDO稳压器，浪涌防护十分关键。TDS芯片的钳位性能优异、温度特性稳定，在汽车和工业控制领域将会有极大的应用前景和市场。湖南静芯同时推出14V、18V、22V、27V、33V等各种电压等级的TDS平缓浪涌抑制器，可为系统提供更全面保护。