【应用】使用TVS二极管阵列为10GbE/1GbE和PoE设计保护解决方案

时间： 2018-07-06 来源：Littelfuse

代理服务

技术支持

采购服务

概述

以太网是一种标准化为IEEE 802.3的局域网（LAN）技术。如今，市场上有四种主要的有线以太网形式，还有其他类型的正在开发中。四种主要形式是:

•10Base-T（10 Mbps，基带信号，双绞线）

•100Base-T（100 Mbps，基带信号，双绞线）

•1000 Base-T或1GbE（1000 Mbps，基带信号，双绞线）

•10GbE（10 Gbps，基带信号，双绞线）

电压浪涌和过电流威胁

以太网越来越多地应用于恶劣环境的应用中，如静电放电(ESD)、电快速瞬变(EFT)、电缆放电事件(CDE)和雷电诱发事件等。这些过压和过电流事件在不同的行业标准中有定义，例如:

•IEC 61000-4-2 ESD

•IEC 61000-4-4 EFT

•IEC 61000-4-5雷电感应浪涌

•GR-1089-CORE 6期(美国相关的NEBS合规承受能力级别)

•ITU K.20/21/45(全球合规建议)

•IEEE 802.3(以太网要求)

•UL/EN/IEC 60950-1安全标准

注：这些不同标准的全面总结可以在SIDACtor目录的法规要求部分找到。

10GbE和1GbE版本的以太网对任何额外的线路负载都非常敏感；因此，必须仔细考虑任何保护组件和电路，以避免降低以太网固有的高数据速率和100米范围的能力。

LITTELFUSE的解决方案

Littelfuse SP4044和SP4045系列TVS（瞬态电压抑制器）二极管阵列（图一）为电路设计人员提供采用小型SMT（表面贴装技术）MSOP-10封装的10GbE或1GbE接口过压解决方案。这些器件结合了低断态电容负载和低动态电阻的优势以及强大的浪涌额定值。低关断状态电容可最大限度地减少对信号的负面影响，低动态电阻提供优于其他工业保护解决方案的钳位值，并且稳健的浪涌额定值提供符合大多数全球浪涌电阻率标准的三级保护解决方案。

图一 Littelfuse SP4044&SP4045系列TVS二极管阵列

SP4044-04ATG(以太网PHY电压参考≤2.8V)和SP4045-04ATG(以太网PHY电压参考≤3.3V)均提供不需要“短截线”连接的通流解决方案。这简化了PCB布局过程，并减少了与PCB迹线短截线相关的EMI关注点。跟踪短截线可能导致线路平衡问题，这可能导致更高的能量辐射，并可能导致应用超过可接受的EMI辐射水平。这些PCB走线短截线还可能导致信号反射，对原始信号产生负面影响，从而降低数据传输速率和范围。这些短截线可以通过在保护元件和受保护电路之间增加另一个电压降来降低电路保护元件的有效性。

这两个过压保护元件的偏置电容为1.5pF，浪涌额定值为24A，基于8/20μs浪涌电流波形（图二）。该关态电容与10GbE和1GbE基带信号兼容，并且不会引起“眼”图（图三）关闭。表征保护负载对以太网信号完整性的影响的一种方法是进行眼图测试。该测试涉及重复采样数字信号并在示波器上显示所得的眼图。掩模通常用于定义可接受的信号质量和依从性，如下图所示。该“眼图”是一种测量以太网信号完整性的方法。

图二电流浪涌波形

图三眼图

图4 以太网兼容的保护解决方案PHY电压≤3.3V，使用两个SP4045-04ATG TVS二极管阵列

图4说明了一个全面的解决方案，它符合电压浪涌威胁部分中列出的标准。在示意图的右侧，在以太网PHY（物理层设备）附近，有两个SP4045-04ATG钳位组件。这两个流通组件是必需的，因为10GbE和1GbE版本的以太网使用CAT5e的所有八条线。变压器由于其饱和特性和绕组间电容参数而限制了任何浪涌能量的耦合，从而提供了第一级保护。任何浪涌能量管理通过变压器屏障是由SP4045-04ATG钳位，确保敏感以太网PHY IC的保护。（如果以太网PHY电压小于2.8V，SP4044-04ATG可以替代SP4045-04ATG）。

最佳实践将要求采用与Vcc以太网PHY电压水平尽可能接近(或大于)的钳位元件。SP4044-04ATG/SP4045-04ATG TVS二极管阵列（0.220Ω/0.3Ω）的低动态电阻额定值提供了优于其他工业保护元件的钳位动作，并确保对以太网PHY的高效保护。这些TVS二极管阵列为以太网PHY提供差分保护和共模保护。TVS地面基准必须与以太网PHY接地基准相同。

对于一个全面的以太网解决方案，设计者经常会看到对以太网供电（POE）保护和过电流安全保护的需求。中心抽头连接提供了交付和接收PoE的手段。SMDJ58CA是用于这些中心抽头连接的双向TVS二极管，因此不需要额外的极性保护（二极管桥）。对于较低的浪涌耐受能力和稍低的成本，也可以考虑SMAJ58CA、SMBJ58CA或SMCJ58CA。因为模式类型是已知的，所以电源设备（PSE）端将只需要一个双向TVS二极管。然而，动力装置（PD）端必须同时保护模式A和模式B PoE(也称为备用A和备用B)，因此需要两个双向TVS组件。如果PoE没有被实现，那么两个100nF电容器和两个SMDJ58CA组件可以被消除。

04611.25 TeleLink保险丝(F1-F8)提供过电流保护，符合GR-1089第6期UL/EN/IEC 60950-1，以及ITU K20/21/45的基本和增强级别。对于10GbE和1GbE链路，建议在每根导线上都安装TeleLink熔断器，而不是在每对数据上安装一个熔断器。这有助于在这些高速接口上保持线路平衡。熔断器有一个固有的电感值:因此，必须在每根导线上放置一个保险丝，以保持每个线对的差动平衡。

本应用说明中介绍了一个完整的以太网接口保护解决方案。本应用领域须知:

1)雷电

2) ESD

3) CDE

4) EFT

5)电力故障事件

本应用说明最初主要解决以太网数据接口的ESD/EFT/CDE/雷击浪涌曝光问题，提供了低容量钳位TVS二极管阵列解决方案(SP4044-04/SP4045-04)。然后对中心抽头连接的POE接口进行了检查，以确定潜在的暴露情况，并提供了DO214 SMT SMXJ58CA和SMxJ58A解决方案。最后，通过提供TeleLink保险丝来解决当前的安全问题，该保险丝在发生电源故障时保护双绞线。Littelfuse具有全球范围的实验室测试能力，可以帮助客户设计符合全球标准、法规和建议的适当保护解决方案。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由天星翻译自Littelfuse，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

平台合作

提交评论

全部评论（0）

暂无评论

【应用】Littelfuse TVS二极管阵列在汽车发动机冷却系统上的应用

本文主要介绍Littelfuse的AQ1系列和AQ24C TVS二极管阵列在发动机冷却系统上的应用，这些TVS二极管阵列均能吸收超过IEC61000-4-2标准中规定的最严酷等级的ESD，且性能不受影响，箝位电压稳定且反向漏电流小，能为车内的I/O接口和LIN总线提供理想的保护方案。

2019-01-17 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

SPHV-C系列200W分立式双向TVS二极管规格书

本资料介绍了SPHV-C系列双向TVS二极管阵列，适用于便携式应用、LED照明模块、汽车应用和低速I/O。该系列产品可保护敏感设备免受静电放电（ESD）和其他过压瞬变的损害。它能够安全吸收重复的ESD冲击，并具有非常低的钳位电压。

LITTELFUSE - DISCRETE BIDIRECTIONAL TVS DIODE,TVS二极管阵列,离散双向TVS二极管,TVS DIODE ARRAY,SPHV15-01ETG-C,SPHV**-01XTG-C,SPHV-C SERIES,SPHV36-01ETG-C,SPHV24-01ETG-C,SPHV-C,SPHV12-01ETG-C,PORTABLE INSTRUMENTATION,便携式仪表,HANDHELDS,手机,CAN BUS,LIN BUS,手提式,LED LIGHTING MODULES,LIN总线,LED照明模块,MOBILE,CAN总线

09/29/22 - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

Littelfuse力特TVS二极管/TVS二极管阵列，提供kA级高电流保护

Littelfuse力特TVS二极管增量浪涌电阻较低，提供单双向极性，反向断态电压和峰值额定功率范围宽，提供高电流保护。Littelfuse力特TVS二极管阵列提供广泛的工业标准分离或多通道贴片包装，这些特性组合起来，使其寄生电容减小到0.4pF，而ESD性能高达±30kV。世强是Littelfuse力特代理商，可供应Littelfuse力特TVS二极管/TVS阵列，价格优惠，库存丰富。

2018-10-01 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

AQ27COM-02系列27 V双向200 W TVS二极管阵列，通用型ESD保护规格书

该资料介绍了AQ27COM-02系列双向200W TVS二极管阵列，这是一种通用型静电放电（ESD）保护器件。这些二极管采用专有的硅雪崩技术，提供高水平的ESD保护，可安全吸收重复的±30kV ESD冲击，并能在符合IEC 61000-4-5标准的4A 8/20μs浪涌事件中安全地耗散能量。

LITTELFUSE - 双向TVS二极管,TVS二极管阵列,TVS二极管,TVS DIODES,双向200 W TVS二极管阵列,BIDIRECTIONAL 200 W TVS DIODE ARRAY,DIODES,TVS DIODE ARRAYS,BIDIRECTIONAL TVS DIODES,二极管,AQ27COM-02HTG,AQ27COM-02XTG,AQ27COM-02 SERIES,AQ27COM-02JTG,AQ27COM-02,AUTOMOTIVE APPLICATIONS,DALI,FACTORY AUTOMATION,电子控制单元,ADAS CONTROL UNITS,BODY CONTROL UNITS,LIGHTING CONTROL,汽车应用,车身控制单元,CAN总线,ADAS控制单元,照明控制,动力传动系控制单元,大理,CAN BUS,工厂自动化,POWER TRAIN CONTROL UNITS,ELECTRONIC CONTROL UNITS

08/07/24 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

LITTELFUSE Automotive Qualified TVS Diode Arrays选型表

Littlfuse瞬态抑制二极管阵列可保护电子设备免受雷击和静电放电（ESD）等快速瞬态电压的破坏，为输入/输出接口和数字与模拟信号线提供理想的保护方案。

Lightning Immunity (8x20μs) (A)

选型表 - LITTELFUSE 立即选型

AQ3130E-01ETG 28V，0.3pF，30kV，SOD882，双向TVS，超低电容ESD保护TVS二极管阵列（SPA®二极管）规格书

该资料为AQ3130E-01ETG型双向TVS二极管阵列（SPA®二极管）的数据表。该器件提供超低电容、双向保护，适用于可能遭受破坏性静电放电（ESD）的电子设备。其主要特点是极低的漏电流（1nA）、±30kV的ESD耐压能力、安全吸收重复ESD冲击以及承受8/20μs浪涌电流的能力。

LITTELFUSE - TVS二极管阵列,BIDIRECTIONAL TVS,双向TVS,DIODES,TVS DIODE ARRAYS,二极管,AQ3130E-01ETG,汽车,功放,USB 3.0接口,USB 2.0接口,近场通信,POWER AMPLIFIER,USB 3.0,USB 2.0,AUTOMOTIVE,NEAR FIELD COMMUNICATIONS

12/28/22 - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

AQHVXX-01LTG-C系列300W分立式双向TVS二极管规格书

该资料介绍了AQHVxx-01LTG-C系列300W离散双向TVS二极管，适用于ESD、EFT和雷击浪涌保护。该系列二极管适用于电源接口、乘客充电接口、LED照明模块和低速I/O，具有±30kV的ESD额定值，可承受高达10A的浪涌电流。

LITTELFUSE - DISCRETE BIDIRECTIONAL TVS DIODE,TVS二极管阵列,离散双向TVS二极管,DIODES,TVS DIODE ARRAYS,二极管,AQHVXX-01LTG-C,AQHV**–01LTG–C,AQHV15-01LTG-C,AQHV24-01LTG-C,AQHV12-01LTG-C,AQHV36-01LTG-C,AQHVXX-01LTG-C SERIES,LOW SPEED I/OS,GENERAL PURPOSE I/O,低速I/O,LED LIGHTING MODULES,PASSENGER CHARGING INTERFACES,汽车应用,电源接口,DIODES,CAN总线,TVS DIODE ARRAYS,PORTABLE INSTRUMENTATION,便携式仪表,通用I/O,CAN BUS,LIN BUS,AUTOMOTIVE APPLICATION,TVS二极管阵列,LIN总线,LED照明模块,POWER INTERFACES,乘客充电接口,二极管

02/02/24 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

【技术】论如何通过TVS二极管阵列进行最有效的ESD保护？

硅瞬态电压抑制（TVS）二极管和二极管阵列均是可用的最有效ESD保护技术。为了选择最为合适的TVS二极管阵列，对所有这些考虑因素进行权衡可在力特公司iDesign™在线模拟和产品选型工具的帮助下变得更加简单。

2019-08-29 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

SESD系列增强型ESD分立式TVS TVS二极管阵列（SPA®二极管）

该资料介绍了Littelfuse公司的SESD系列增强型静电放电（ESD）瞬态电压抑制二极管（TVS）。这些二极管提供超低电容的单向和双向ESD保护，适用于高速串行接口。它们具有极低的漏电流和动态电阻，适用于USB 3.1、HDMI 2.0、DisplayPort、Thunderbolt和V-by-One等消费电子接口。

LITTELFUSE - ENHANCED ESD DISCRETE TVS,TVS二极管阵列,增强型静电放电离散TVS,SPA® DIODES,SPA®二极管,TVS DIODE ARRAYS,SESD0402X1UN-0030-088,SESD0201X1BN-0015-096,SESD SERIES,SESD0201X1UN-0030-088,SESD0402X1BN-0015-096,SESDXXXXX1XN00XX-XXX,TABLET PC AND EXTERNAL STORAGE WITH HIGH SPEED INTERFACES,CONSUMER, MOBILE AND PORTABLE ELECTRONICS,DISPLAYPORT(TM),V-BY-ONE®系列,USB 3.1,3.0,2.0,HDMI 2.0、1.4A、1.3版,V-BY-ONE®,小型封装中要求高ESD性能的应用,雷电,超高速数据线,显示端口（TM）,LVDS接口,消费、移动和便携式电子产品,具有高速接口的平板电脑和外部存储器,APPLICATIONS REQUIRING HIGH ESD PERFORMANCE IN SMALL PACKAGES,USB 3.1、3.0、2.0,LVDS INTERFACES,THUNDERBOLT,HDMI 2.0, 1.4A, 1.3,ULTRA-HIGH SPEED DATA LINES

04/15/20 - 数据手册 - Revised: 04/15/20 代理服务技术支持采购服务

AQ27COM-01系列27 V双向200 W TVS二极管阵列分立式通用ESD保护规格书

该资料为AQ27COM-01系列双向200W TVS二极管阵列的数据手册。介绍了其用于电子设备的高ESD保护水平，可安全吸收重复的±30kV ESD冲击，并能在IEC 61000-4-5标准下安全地耗散4A 8/20μs浪涌事件。

LITTELFUSE - TVS二极管阵列,双向200 W TVS二极管阵列,双向TVS,BIDIRECTIONAL 200 W TVS DIODE ARRAY,BIDIRECTIONAL TVS,DIODES,TVS DIODE ARRAYS,二极管,AQ27COM-01 SERIES,AQ27COM-01FTG,AQ27COM-01,动力传动系统控制单元,ADAS CONTROL UNITS,电子控制单元,汽车应用,车身控制单元,BODY CONTROL UNITS,CAN总线,ADAS控制单元,照明控制,FACTORY AUTOMATION,LIGHTING CONTROL,POWERTRAIN CONTROL UNITS,CAN BUS,LIN BUS,工厂自动化,AUTOMOTIVE APPLICATIONS,ELECTRONIC CONTROL UNITS,LIN总线

11/01/23 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

Littelfuse使用SP4044-04ATG/SP4045-04ATG TVS二极管阵列为10GbE/1GbE和PoE设计保护解决方案应用说明

本资料介绍了Littelfuse SP4044和SP4045系列TVS二极管阵列在10GbE/1GbE和PoE应用中的保护解决方案。资料详细阐述了这些组件如何提供低电容负载、低动态电阻和良好的浪涌抑制能力，以保护以太网接口免受电压浪涌和过电流的影响。此外，还讨论了如何设计符合国际标准的保护电路，包括浪涌保护、ESD保护、过电流保护和PoE保护。

LITTELFUSE - TVS二极管阵列,TVS DIODE ARRAYS,SP4045-04ATG,SP4044-04ATG,SMXJ58A,SP4045-04,SP4044,SMXJ58CA,SP4045

应用笔记或设计指南代理服务技术支持采购服务

SRV05系列6V 10A二极管阵列TVS二极管阵列（SPA®二极管）低电容ESD保护-SRV05

该资料介绍了SRV05系列低电容TVS二极管阵列（SPA®二极管），这是一种用于保护集成电路输入/输出引脚免受静电放电和高浪涌事件的器件。它集成了低电容轨到轨二极管和额外的齐纳二极管，具有极低的负载电容量，适用于高速信号线的保护。

LITTELFUSE - 二极管阵列,TVS二极管阵列,SPA® DIODES,SPA®二极管,DIODE ARRAY,TVS DIODE ARRAYS,SRV05,SRV05-4HTG,SRV05 SERIES,机顶盒,LCD TVS,等离子电视,PORTABLE MEDICAL,10/100/1000 ETHERNET,平板显示器,SET TOP BOXES,便携式医疗,FIREWIRE,MONITORS,NOTEBOOKS,液晶电视,笔记本电脑,火线,监视器,PDP TVS,10/100/1000以太网,FLAT PANEL DISPLAYS

02/06/24 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SP3002系列低电容ESD保护TVS二极管阵列规格书

该资料介绍了SP3002系列低电容TVS二极管阵列，这是一种用于保护电子设备免受破坏性静电放电（ESD）的高效解决方案。这些二极管具有超低的电容和多种封装选项，适用于高速信号引脚的保护，如HDMI、DVI、USB2.0和IEEE 1394。

LITTELFUSE - TVS二极管阵列,SPA® DIODES,SPA®二极管,TVS DIODE ARRAY,SP3002-04*TG,SP3002-04JTG,SP3002 SERIES,SP3002,NETWORK HARDWARE,DIGITAL CAMERAS,试验设备,医疗设备,MOBILE PHONES,NETWORK PORTS,PDA’S,移动电话,TEST EQUIPMENT,掌上电脑,MEDICAL EQUIPMENT,电脑外设,网络端口,COMPUTER PERIPHERALS,数码相机,网络硬件

02/06/24 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

AQxx-02HTG系列500W TVS二极管阵列

该资料介绍了AQxx-02HTG系列TVS二极管阵列，这是一种通用型静电放电（ESD）、快速瞬态电涌（EFT）和雷电引起的浪涌保护器件。这些二极管阵列适用于多种电子设备，具有低钳位电压、低漏电流等特点，并符合AEC-Q101标准。

LITTELFUSE - 500WTVS二极管阵列,500W TVS DIODE ARRAY,AQ36-02HTG,AQ05-02HTG,AQXX-02HTG,AQ15-02HTG,AQ12-02HTG,AQ15,AQ05,AQ24,AQ36,AQ12,AQ24-02HTG,SECURITY AND ALARM SYSTEMS,TEST AND MEDICAL EQUIPMENT,电机控制,INDUSTRIAL EQUIPMENT,传统端口（RS-232、RS-485）,测试和医疗设备,安全和报警系统,工业设备,LEGACY PORTS (RS-232, RS-485),MOTOR CONTROLS,POINT-OF-SALE TERMINALS,销售点终端

10/17/18 - 数据手册 - Revision: 10/17/18 代理服务技术支持采购服务