低功耗DC/DC升压转换器TPS61041浪涌防护方案

本文主要是针对低功耗DC/DC升压转换器TPS61041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、TPS61041介绍

TPS61041 是一款专用于中小型 LCD 偏置电源和白光 LED 背光电源的高频DC/DC升压转换器。该器件非常适合从双节 NiMH/NiCd 或单节锂离子电池产生高达 28 V 的输出电压。该器件还可用于生成标准的 3.3V 或 5V 至 12V 电源转换。 TPS61041与薄型 WSON 封装配合使用，可提供非常小的整体解决方案尺寸。TPS61041 器件具有 250 mA 的开关电流限制，可提供较低的输出电压纹波，并允许使用更小尺寸的电感器进行低功耗应用。

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

该模块是一种易于使用的升压DC/DC解决方案，使用平缓钳位浪涌抑制器（TDS）ESTVS1800DRVR来防止过电压和瞬态。

ESTVS1800DRVR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。TVS1800DRVR通常用于保护工作电压为18V的系统，器件的触发电压典型值为21.5V，额定瞬态峰值脉冲电流可达50A(tp=8/20μs)，钳位电压VC为24V以内。

四、器件电气特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 ESTVS1800DRVR电气特性表

五、总结与结论

TPS61041作为DC/DC转换器，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。

审核编辑 黄宇