[分享] MSP430FR2633触摸芯片如何选择TVS管

alan000345   2018-12-3 09:27 楼主
TI的触摸芯片MSP430FR2633触摸方案可以支持接近感应, 一般情况下,接近感应的PCB Sensor会放到靠近机器外壳的地方,在产品的EMC测试中会进行抗静电测试,TI的触摸芯片本身可以支持较高的抗静电性,如果要提高这个抗静电线,则需要在接近感应引脚上再并联一个TVS,来增加产品更高的抗静电能力。

我们首先看一下一个基本的接近感应的原理图, 并读取其内部的三个数值,分别是LTA(Count的平均值),Count(计数值), Threshold(门限),我们看到,当我们人体靠近接近感应PCB Sensor时,Count值降低超过Threshold门限值,一次接近感应被触发,同理在后面也触发了几次接近感应。

图1 正常的接近感应原理图
图2 接近感应监测数据

         如果在接近感应上加一个TVS管(ESD9D5C),对于接近感应会有什么影响?我们会发现芯片即接近感应上电的1分钟内,会出现一直被触发的现象。为什么会出现这种现象呢?分析及解决方案如下,

图3 并联TVS管的接近感应原理图
图4 并联TVS管后接近感应监测数据
        
通过MSP430FR2633触摸内部框图,我们发现,如果在电容监测接近感应的外部存在一个可变电容,则会导致接近感应在到达稳态的过程被触发的现象。如果外部的可变电容达到问题后,电容量不再发生变化,则会被MSP430FR2633内部的偏移量模块给抵消掉,不会导致误触发的现象。

图5MSP430FR2633 触摸框图

那接下来我们分享这个TVS管(ESD9D5C),其实TVS还有一个参数叫Cpf,这个电容会随着频率的变化进行变化,TVS的结电容从上电到稳态,其电容是从0变大到其标称值,最后趋于稳定,这也就导致了Proximity接近感应在上电一段时间出现误触发,正是这个电容导致了上述问题。

图6 ESD9D5C电气参数

最终的等效模型是在一个TVS管上并联了一个可变电容,在系统上电的开始阶段这个电容由暂态向稳态的过程中导致了,接近感应被误触发。

图7 并联TVS及电容后的等效模型


同时我们也做了相关的测试,验证了11pf和0.3pf不同参数的TVS管对接近感应的影响以及如何选择TVS管来解决接近感应被误触发的问题。

图8 Cpf=0.3pF的TVS电气参数

同一条件下测试并联11pF TVS 和0.3pF TVS对接近感应内部监测数据的影响,汇总整理成图表如下,
图9 Cj=11pf TVS                                                                                 图10 Cj=0.3pf TVS

通过图9 和图10,明显看到,将TVS管的结电容降低后,可以大幅度改善对接近感应的影响,最后如果要在接近感应的电路中并联TVS管,则需要选择电容量更小的,比如0.3pF左右的TVS管,解决了TVS管上的电容对接近感应误触发的影响。


回复评论 (8)

非常好啊!
点赞  2018-12-3 09:43
引用: 蓝雨夜 发表于 2018-12-3 09:43
非常好啊!

谢谢。我也是觉得非常不错所以分享给大家啦。
点赞  2018-12-3 10:27
引用: alan000345 发表于 2018-12-3 10:27
谢谢。我也是觉得非常不错所以分享给大家啦。

不是你的原创啊?
点赞  2018-12-3 10:30
TVS的结电容是数据接口电路选用TVS的重要参数。
TVS的Cpf这个参数,电容会随着频率的变化进行变化
不知道用的时候怎么测试

点赞  2018-12-3 12:02
引用: qwqwqw2088 发表于 2018-12-3 12:02
TVS的结电容是数据接口电路选用TVS的重要参数。
TVS的Cpf这个参数,电容会随着频率的变化进行变化
不知道 ...

应该还是用示波器测量的吧,这个是ti官方给出的测试,感觉除了示波器,没有其他仪器能测啦。
点赞  2018-12-4 10:04
很不错,了解了很好的知识
点赞  2018-12-7 16:20
为什么会持续一分钟那么久?上电不应该很快嘛?麻烦解答下啊?
点赞  2018-12-7 16:35
引用: 蓝雨夜 发表于 2018-12-3 10:30
不是你的原创啊?

ti大师的杰作很有价值   所以给大家分享一下
点赞  2018-12-10 09:46
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