MAX2140 SDARS接收器在熱插拔工作期間（接通或斷電）時可能會遇到內部ESD二極管故障，這不是本器件的標準操作。雖然這在許多應用中都可能發生，但在汽車行業中，熱插拔的可能性很高。本文回顧了熱插拔期間ESD二極管問題的原因，并幫助計算和正確設計電路以防止故障。

介紹

在組裝、測試和故障排除過程中，有些情況要求MAX2140 SDARS接收器具有非標準性能。其中一個例子是“熱插拔”，即在通電時連接或斷開包含設備的電路。熱插拔在汽車行業尤其常見，其中組件的模塊化設計、模塊之間的距離以及同時工作的眾多系統需要重新連接模塊。

熱插拔操作如何導致二極管故障

熱插拔會導致瞬變，其特征是顯著的電壓、電流浪涌、振鈴和極換。瞬態過程背后的物理原理包括能量交換、有限的充電/放電時間和自共振。

圖1給出了MAX2140的常見熱插拔工作原理。

圖1.MAX2140在汽車工業中的常見用途圖示。

在熱插拔事件期間，接口電纜上將累積電壓降（在圖紙上顯示為紅色箭頭）。同時，天線模塊內的旁路電容器充當電氣短路。因此，MAX2140的電氣接地高于天線模塊的電氣接地。這種差值會在短時間內在MAX2140的內部ESD二極管上產生正向電壓，該二極管從IC的地連接到引腳16。該正向電壓尖峰可能超過器件的絕對最大額定值，稱為電氣過應力（EOS）。二極管的正向電壓額定為-0.3V至+4.3V （V抄送_xx到GND;VINANT to GND;AGCPWM到GND;VOUTANT to GND）。設計仿真表明，-1.3V/72mA是短期工作的可能。

防止ESD二極管故障的設計

預防EOS的最佳方法因您的應用而異。以下是一些常見的建議設計修改：

避免使用過大的電抗：存儲、旁路電容器;射頻噪聲扼流電感器;長接口。

重新路由浪涌電流：為每個模塊提供短而牢固的接地;添加外部二極管與內部二極管并聯;將二極管放在大線圈上。

順序電源（如果可能）：按順序打開電源;向內部用戶引入可編程延遲。（Maxim擁有廣泛的電源排序產品線。

下面的設計示例（圖2）顯示了MAX2140的本地接地和肖特基二極管，為電流浪涌提供足夠的旁路。

圖2.MAX2140接收器和天線模塊之間的設計修改示意圖。修改將阻止EOS。

具體的設計修改是：

MAX2140接收器和天線模塊之間的電纜具有0.5Ω電阻，無電感。

天線模塊具有一個 100μF 旁路電容器。

MAX2140接收器為天線模塊提供5V電壓。

現在可以合理地問，在前40μs瞬變期間，通過電容器的最大電流和電纜上的壓降是多少？這些值可以通過以下公式確定：

該公式計算通過電容器的瞬時電流，其中du和dt可以相應地替換為增量值。這里C是電容器的值。

電容器將從0V充電至5V。

這表示0到40μs之間的時間間隔。

通過旁路電容器的電流可以用下式表示：

40μs瞬態期間電纜上的壓降為：

例如，電壓可能為6.25V/12.5A，大大超過了內部ESD二極管的短期要求。增加一個肖特基二極管將繞過瞬態期間的大部分電流浪涌。用于脈沖應用的通用肖特基二極管是這項任務的良好候選者。根據上圖2中的設計，短電纜將顯著降低電阻和壓降，而使用合理的電容器值會將最大電流浪涌降低到可接受的水平。

結論

有一些方法可以適應器件的非標準使用，例如MAX2140接收器的熱插拔操作。為了取得成功，該過程需要對產品進行仔細設計和適當的測試，以及Maxim的支持和批準。

* 超出“絕對最大額定值”的應力可能會對設備造成永久性損壞。這些絕對最大額定值僅為壓力額定值。不暗示設備在此條件下或操作規范中指示的任何其他條件下的功能操作。長時間暴露在絕對最大額定值條件下會影響器件的可靠性。

審核編輯：郭婷