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電子系統(tǒng)進行ESD防護 TVS管放哪兒比較好?

發(fā)布時間:2018-09-1 閱讀量:1926 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: cicyxu

要對電子系統(tǒng)進行ESD保護設(shè)計,最有效的方法還是在連接器和端口處放置外部保護元件。在壓敏電阻、聚合物和TVS這幾種常見保護元件中,前兩者分別在經(jīng)濟性和低電容方面占有優(yōu)勢,但TVS則擁有極佳的導(dǎo)電率,并且在多重應(yīng)用作用下仍能維持強勁性能。TVS雪崩管以其卓越的鉗位功能、極低的擊穿電壓,極小的封裝,電氣特性在生命周期內(nèi)比較穩(wěn)定而得到越來越廣泛的應(yīng)用。針對使用TVS管進行ESD保護的情況,網(wǎng)友還是提出很多疑問。


我們還是先來看看網(wǎng)友提出什么問題:


我們經(jīng)常使用tvs管進行ESD防護,但是在使用過程中有兩點不明白:1.一般使用經(jīng)驗是在直流電壓情況下使用單向TVS管,交流電壓時使用雙向TVS管。但是打ESD有正負(fù)兩種電壓,就算是在直流電壓的情況下,比如信號線平時在正電壓情況下工作,但是打ESD負(fù)壓(接觸或者空氣)時也保護不到?。?.TVS管為什么一定要靠近保護器件,有沒有詳細一些的解釋或者資料?


下面是我從論壇里面摘除的部分網(wǎng)友的回答,如果大家覺得這個問題還可以繼續(xù)討論,可以在下文評論或者在我們的技術(shù)問答中提問。


tj_zhaozq:TVS管為什么要放到靠近保護器件?不是這樣的吧,一般情況下,要放到靠近保護的外圍端口處,在干擾近來后盡可能快的進行泄放。

1. TVS好比防彈背心,子彈來之后,能量被吸收大部分,剩下的能量不足以致命。如果是要炮彈來了,就得用裝甲,防彈背心就不行了。

2. TVS好比防風(fēng)林,大風(fēng)被樹林擋了,通過樹林的風(fēng)的能量小了。

靠近保護器件,假設(shè)TVS和要保護的芯片端口很近,就好比人和裝甲是一體的,裝甲可能沒什么事,人被震死了。


dlliulu:猜測一下:1.打負(fù)壓時,單向TVS相當(dāng)于對GND的鉗位二極管,也可起到保護作用。2.我看到的資料一般講,TVS最好置于連接器端口處,最大限度擋干擾于PCB板外,防止干擾在PCB板內(nèi)擴散。


acute1110:雙向與單向的應(yīng)用區(qū)別好理解,負(fù)壓對單向的影響就看體二極管的正向通流能力,另外電容效應(yīng)也能通過部分電流。其實Esd進入系統(tǒng)無論正負(fù)電路設(shè)計上都要盡快差模轉(zhuǎn)共模。


追憶似水年華:ESD保護元件在系統(tǒng)上的布局要離接口端越近越好,因為當(dāng)接口直接或間接受到ESD沖擊時,保護元件能夠就近有效地將ESD能量釋放,而不影響到內(nèi)部電路。


huaizhi1985:TVS放在離干擾近的地方,干擾一進來就將其消除,減少對主系統(tǒng)(主要芯片)的影響。


許世霞:我都都用雙向TVS,外界環(huán)境的復(fù)雜性,誰能保證極性是一定不變的呢,沒有用過單相TVS。


skm2008:TVS靠近保護器件,可以起到很好的保護作用,防止內(nèi)部干擾保護期間的影響。


yewuyi:1、你首先要搞清楚啥是直流電,啥是交流電?2、其次你要弄清楚,靜電對VCC泄放和對GND泄放理論上效果其實是一樣的。為何一樣的呢?因為電源內(nèi)阻理論上無窮趨向為0。直流信號時,TVS是連接信號到GND的保護,交流信號時,一般是連接兩個信號之間或者時信號到保護大地連接。


@yewuyi:靜電放電產(chǎn)生的共模電流從靜電放電點經(jīng)過各種路徑到PCB的地線,然后由PCB地線對大地的分布電容回到大地上。因為PCB地線電位低,而且分布廣泛、面積大,所以對大地的分布電容更大,阻抗更低,更容易將共模電流導(dǎo)回大地。至于靜電對VCC泄放和對GND泄放理論上效果其實一樣,本人沒看過這方面理論的資料,也沒做過實驗,所以不太清楚。但是想一下電路板上任何電路部分都有可能感應(yīng)到靜電干擾,都需要盡快將干擾泄放到一個低阻抗的平面,我想這個分布廣泛的低阻抗平面應(yīng)該非PCB的地線莫屬吧。可能你說的對某個電路是這樣的,泄放到VCC和GND是一樣的,但如果要放到一整塊PCB或者一個整機,我想還是應(yīng)該都泄放到GND上吧。


Bald:如果在被保護對象和TVS之間串入一個電感會怎么樣?

我們的思維習(xí)慣于把一個電路分為器件部分和理想導(dǎo)線。

但在高頻情況下,實際上一個回路中的每一段導(dǎo)線都是一個電感,每一對相鄰的對象都構(gòu)成一組電容。


每個人的見解不一樣,關(guān)鍵是他們的答復(fù)是你想要的嗎?如果不是,歡迎在下方評論。

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