內部ESD箝位結構用于保護MAX44211免受ESD和其他亞微秒級事件的影響。當應用存在這些事件可能頻繁發生且持續時間相對較長的危險時，建議使用外部保護電路。本應用筆記介紹如何在MAX44211上增加保護電路。

如何安裝MAX44211輸出保護

當負載斷開和連接時，從電源線發出不必要的瞬變回到線路驅動器的輸出和耦合電路產生的反電動勢，反之亦然，會產生不希望的過壓情況。如果斷開時有大量電流流過，則當線路驅動器輸出從高阻抗狀態切換到低阻抗狀態時，也會產生反電動勢。MAX44211電力線通信驅動器通常面向電源線放置，中間有隔離級。在這種過應力條件下，需要外部保護來保護MAX44211和下游電路。

MAX44211內部采用ESD箝位結構（見圖1），以保護器件免受ESD或亞微秒級事件的影響。當應用存在這些事件可能頻繁發生且持續時間相對較長的危險時，建議使用外部保護電路。未能提供輸出保護會導致輸出（OUT+/ OUT-）過大，并最終損壞器件。

本應用筆記提供了有關如何在輸出端添加外部保護電路的見解和信息 MAX44211。使用V的電路AVDD本應用筆記使用= 15V。

圖1顯示了內部ESD箝位保護結構。

圖1.內部ESD箝位保護結構。

輸出端的絕對最大額定值

輸出+，輸出到接地：V接地- 0.3V 至 （VAVDD+ 0.3V）

內部ESD保護二極管是P-N結二極管。為了防止在整個工作溫度范圍內正常導通，這些二極管的正向偏置不應超過300mV。在此水平上，內部P-N二極管兩端的泄漏仍然可以忽略不計。在室溫和約0.6V至0.7V時，二極管兩端的正向電流增加。最終，增加二極管上的電壓限制會成倍增加其正向電流，最終損壞器件。

MAX44211的ESD保護設計用于承受約±2.5kV脈沖，持續150ns，根據 JEDEC JESD22-A114 標準。在任何情況下，試圖將輸出暴露在高于絕對值的更高電壓下 超過150ns的最大額定值被視為違反ABS MAX。輸出保護結構見圖2。

圖2.輸出保護結構。

浪涌測試和準直流測試

進行了兩個測試，即浪涌測試和準直流，以了解內部輸出箝位的特性 二極管。與準直流測試相比，浪涌測試迫使過電壓條件的時間更短，因此浪涌測試的浪涌 預計測試將承載更多電流通過二極管。測試在+25°C和+85°C下進行。

浪涌測試

對于浪涌測試，根據61000-4-5 IEC標準通過施加浪涌脈沖來測試獨立二極管。這 脈沖呈三角形（tR~1.5μs），持續時間為~100μs。圖3顯示了浪涌測試特性。

圖3.測試浪涌特性。

準直流測試

對于準直流測試，使用吉時利 2410 源表應用準直流測試來測試獨立二極管。 該脈沖呈梯形（tR~10μs），持續時間~350μs。

圖4.準直流測試信號。

圖5.內部保護鉗準直流特性。

浪涌和準直流測試的觀察結果

內部箝位二極管D一個在+25°C時在0.78V和在+85°C時分別在0.7V時承載1mA電流（在開啟膝蓋區域）。

內部箝位二極管DB+25°C時在0.7V時和+85°C時0.55V時可承載1mA電流（在開啟膝蓋區域）。

D 的行為一個（陽極信號到陰極交流接地）和DB（陽極交流接地的陰極信號）由于微小的內部結構差異而不對稱。

箝位二極管DB（到陽極交流接地的陰極信號）可以相對比D消耗更多的電流一個.

內部二極管的箝位行為將在較低的溫度（如-20°C或-40°C）下處于較高的箝位狀態。

外部保護解決方案

圖6.外部保護。

表 1 顯示了組件信息。A 優選使用Z1和Z2齊納二極管代替標準TVS轉換器，因為即使TVS二極管在瞬態事件中吸收相對大量的能量，它們的電壓截止點也不受精細控制，并且會隨著時間的推移而老化。齊納二極管提供明確定義的箝位電壓。雙向操作是通過在背靠背配置中使用齊納二極管來實現的。

Z3的作用是箝位V兩端的電壓DDD1：D4 和 Z2 和 Z3 在過壓應力的情況下提供額外的防御。D1：D4 旁路流向電源層的故障電流，Z1 Z2 組合繞過輸出走線處的故障電流并返回電源線，從而保護 OUT+ 和 OUT- 輸出。背靠背齊納二極管的預期鉗位電壓 = 14V + 0.7V = 14.7V。

測試說明

VDD設置為 15V 恒定值。V測試在 0 至 16V 范圍內分立斜坡，以觀察齊納箝位何時啟動和 當肖特基打開時。確保 V測試信號在關閉前“打開”1-2秒，然后關閉 在“開”條件下進行了觀察。這樣做是為了確保持續功耗 時間可以忽略不計。測試在-30°C、+25°C和+60°C下進行。

當 V測試信號超過15V時，齊納鉗位二極管兩端的電流呈指數上升，因此， 功耗超過500mW。Z1 和 Z2 齊納二極管的額定功率僅為 500mW 連續 PDIS。所以 上述保護功能僅用于瞬時而非連續目的，如電力線瞬態事件期間所預期的那樣。

圖7.外部保護解決方案的測試設置和結果。

來自外部保護解決方案的觀察結果

當外部肖特基二極管導通時，流向AVDD的電流試圖將AVDD電壓拉近信號電壓。

齊納背靠背夾具是第一道防線。它們在肖特基二極管打開之前首先打開。

在相同的測試條件下，肖特基的鉗位電壓在高溫下較低，在低溫下較高。

五世鉗或齊納箝位電壓走線隨溫度變化閉合，如上所示。

從上述觀察中，我們可以推斷：

兩層保護打開，確保內部二極管不打開。

即使內部二極管導通（短暫），大部分電流也會通過 肖特基和齊納箝位，從而保護線路驅動器的內部二極管。內部的特點 鉗位可以從準直流測試中觀察到。

審核編輯：郭婷