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使用TVS器件时重视电路设计和布局
来源:TE  时间:2015-06-17

由 于现在许多电子设备均使用 USB、HDMI 或 Thunderbolt 协议,并通过总线连接至其它设备,设计人员必需保护这些I/O线路避免由外部 事件而引起损坏,例如静电放电(ESD)和电气快速瞬变(electrical fast transient, EFT)。因此,现在许多设计人员使用 瞬态电压抑制(TVS)器件,例如TE电路保护部的硅 ESD(SESD)来帮助防止这些灾害引起的故障。

ESD 和 EFT 事件可以具有很高的频率成分,某些高达 3GHz,因此,在设计使用 TVS 器件的印刷电路板时,使用高频设计技术是很重要的。以下是一些指导方针:

● Ÿ将保护电路尽可能放置靠近总线连接器,从而将瞬态噪声最大程度地从 PCB 板上隔离。

● Ÿ使用具有完全 Vcc 和接地层的多层板,为瞬态电流返回其源头提供低电感路径。

● Ÿ由于高频电流会流过电感最低的路径,而未必流过电阻最低的路径,因此必须确保将保护组件放置在信号路径上,以防止在信号路径上形成瞬态电流。

● Ÿ 将 100 至 220nF 旁路电容器尽可能放置靠近总线收发器的 VCC 引脚,在 VCC 和旁路电容和保护器件的接地连接上至少使用两个通孔,最 大限度地减小这些连接的电感。使用 1kΩ 至 10kΩ 上拉/下拉电阻,在瞬态事件期间限制这些线路上的噪声电流。

● Ÿ如果 TVS 钳位电压高于收发器总线终端的最大指定电压,将脉冲防止(pulse-proof)电阻器插入 A 和 B 总线线路,如下图1中的电路所示。这些电阻会限制剩余钳制电流进入收发器并防止出现闩锁。

● Ÿ 单独使用 TVS 保护可能足够应付不超过 1kV 的浪涌瞬态,但是更高的瞬态事件就可能需要使用金属氧化压敏电阻(MOV),如图 1(b) 所示。 MOV 器件可将瞬态电压减小至数百伏特,同时,瞬变阻断单元(transient blocking unit, TBU)可将瞬态电流限制 到 1mA 以下。

图1 为了帮助防止因高于 1kV 的瞬态电压所带来的损坏,您可能需要在 TVS 器件之外使用一个 MOV 器件。

要了解有关如何使用 SESD 和其它类型电路保护器件的更多信息,请访问网页“电路保护器件的使用和误用”。

原文链接:http://blog.circuitprotection.com.cn/?p=1116