TVS管和ESD管的选型

关于ESD管/TVS管防护选型的资料有很多。根据个人实战加上资料查找,相对比较重要的主要是以下几个方面:

  1. VBR(击穿电压):TVS/ESD管开始动作的电压,该电压可能最为常见,但是个人理解,这个数值往往是最难选择的,选择数值不当,可能导致芯片损坏,管子自身击穿损坏。所以该数值需要1.)需要高压产品正常工作电压;2.)小于芯片内部自身会触发的ESD/TVS管保护数值;3.)高于有些EMC实验可能触发的长时间浪涌电压,第3种情况是本文需要着重要讨论的,这种情况可能很多人都没有遇到过,但是我们是必须要考虑的,特别是针对非屏蔽线缆,本文就该问题做一次案例分析。
  2. IR(漏电流):顾名思义,管子未击穿时流过的电流,这个主要跟产品的静态功耗有关;
  3. VCL(钳位电压):管子击穿后钳位的电压数值
  4. IPP(峰值电流):IPP对应VCL,管子击穿后,对应的电流数值。
  5. CL:寄生电容,这个主要跟信号的速率有关,对于高速信号需要额外注意,根据当前调查经验,通常单向TVS/ESD管子的CL数值会比双向的管子要高,这也给我们需要用到双向管子,又需要考虑CL时带来了一定的挑战。

实验现象:在做BCI测试时,发现如图接口的TVS管损坏,至于怎么发现该TVS管损坏的,这还是在测试信号插损参数时发现的,对比进行过BCI测试的样品,发现测试参数时有的插损数值很好,但是有的相对比较差点。

接口电路类似上图,电路设计需要,两个pin脚都有一颗对地的1MΩ电阻。

实验现象分析:通常情况下,TVS管损坏,无非是功率不满足要求,或者长时间处于VBR,这两种情况都会导致TVS管损坏。

我们对照下面的规格尺寸,发现击穿电压VBR为20V,10/1000us时的VCL为29.2V,Ipp为13.7V,8/20us时的VCL为39.3V,IPP为59A。

对照以上规格参数:

首先从功率角度出发,TVS管最容易损坏的是当IPP不满足要求时,出现损坏,比如ISO7637 5a,5b的实验,当实验内阻很小时,比如最小为0.5R时,我们考虑极端情况下,最高会达到170A以上(此处忽略钳位电压),对照我们此时的TVS管,该管子就存在明显损坏风险。

但是结合当前BCI实验,通常的电流都是mA级别,不会出现TVS管损坏的情况,该类情况可以先忽略。

 

我们再考虑TVS管长时间工作在过压状态,该电路的工作电压是小于5V,因而电路本身不会导致TVS管损坏,那么我们可以从实验角度出发,我们可以看到由于管脚对地1M电阻的存在,当流过很小的电流的时候,就容易引起很高的电压,进而导致TVS管损坏。为了验证这个猜想,我们去除该pin对地的电阻,测试了几台样机,发现TVS管都会损坏,那么可以将问题定位到电阻上,但是由于电路功能的需要,我们不能去除该电阻。那么只能选择一颗ESD管,通常ESD管的击穿电压都在百V以上,结合电路寄生电容的考虑,选择了一颗ESD管,再多次进行验证,均未出现ESD管损坏。

问题分析到这里,我们 可以做如下总结:

1.VBR的数值通常要求大于正常工作电压,但是需要小于芯片内部ESD管的VBR数值,当该线束是非屏蔽时,VBR的数值需要100V以上,最好选用ESD管;

2.对于屏蔽线束,个人觉得考虑前面两个条件即可,即满足大于电路正常工作,其次满足小于芯片内部自身保护管子的VBR。

声明:本内容为作者独立观点,不代表电子星球立场。未经允许不得转载。授权事宜与稿件投诉,请联系:editor@netbroad.com
觉得内容不错的朋友,别忘了一键三连哦!
赞 2
收藏 3
关注 412
成为作者 赚取收益
全部留言
0/200
  • dy-BW4thVVq 10小时前
    请问1.什么位置必须选esd?什么时候必须选tvs? 2.tvs什么时候应该选单向,什么时候应该选双向型的?
    回复
XML 地图 | Sitemap 地图

2024欧洲杯竞猜app