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详解PCB对TVS过压防护的影响

2020-05-25 11:37 来源:互联网 编辑:咩咩

一、TVS

TVS 二极管是过压防护最常用的器件,在器件正确选型后,是否就完成了设计呢?如何使 TVS 在电路中应用的效能最佳?印制电路板的布局布线至关重要,通过合理放置 TVS 的位置、接地选择、寄生电感和回路区的处理,科学合理地进行 PCB 的布局布线,才能使 TVS 的效能最佳化。  

二、TVS 放置位置的选择

TVS 器件尽量接近噪声源,确保浪涌电压可以在脉冲耦合到邻近 PCB 导线之前被钳位。

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三、接地选择

保护电路应将浪涌电压分流到机壳接地,将浪涌电压直接分流到集成电路的信号地会引起接地反弹。用相对短和宽的接地导线减小阻抗可以改善单个接地 PCB 上 TVS 二极管的钳位性能。

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四、走线选择

TVS 布线要避免自感。ESD 是巨变突发的脉冲,很可能会在回路中引起寄生自感,进而对回路形成强大的电压冲击,并可能超出 IC 的承受极限而造成损伤。负载产生的自感电压与电源变化强度成正比,ESD 冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。  

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减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路,必须考虑到包括接地回路、TVS 和被保护线路之间的回路以及由接口到 TVS 的通路等所有因素。所以 TVS 器件应与接口尽量接近,与被保护线路尽量接近,这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。

五、环路区域

减小高速数据和接地线形成的环路区域可降低辐射和射频的影响。特别是导线较长时,缓解环路题目的一种有效方法是在 PCB 设计中包含一块接地板,增大 TVS 管,为集成电路之间的分离间隔提供隔离。但它会增大环路区域。  

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六、应用

另外可应用下述原则对线路进行优化:

1、尽量将接口安排在同一个边上;

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2、避免被保护回路和未实施保护的回路并联,避免在保护线路附近走关键信号线;

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3、如果接口处既有滤波又有防护电路,应该遵从先防护后滤波的原则。防护电路用来进行外来过压和过流抑制,如果将防护电路放置在滤波电路之后,滤波电路会被过压和过流损坏。

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4、将复位、中断、控制信号远离输入 / 输出口,远离 PCB 的边缘和放电点;

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七、结语

使用 TVS 二极管对电子产品实施 ESD 保护是一种方便、有效和可靠性高的途径,器件的选型和 PCB 布局布线同样重要,希望通过此文的简单介绍,能帮助大家加深对 TVS 的 PCB 布局设计的理解,提前做好 PCB 的优化设计,一劳永逸。

标签: TVS二极管 PCB ESD

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