【经验】智能工业网关雷击浪涌＆绝缘耐压综合测试整改案例解析

时间： 2022-03-05 来源：优恩半导体

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陶瓷放电管,2E5-1000LMSD,SMD1812-014,2E5-90LSMD

客户产品为智能工业网关，产品需通过IEC61000-4-5 标准的1.2/50μs组合波差模±1KV、共模±2KV的测试要求，同时还需通过IEC60950 标准的绝缘耐压AC 500V，漏流≤5mA的测试要求。该产品电源端口输入24V，通信端口有网口、485端口、无线射频端口（LoRa）等。未整改前，测试绝缘耐压测试未通过。产品实物如下图：

案例整改过程：

1. 绝缘耐压整改测试：

经分析，客户产品加的共模防护器件为击穿电压90V的陶瓷放电管（2E5-90LSMD）。当在电源输入对地施加AC 500V时，该共模防护器件因施加电压超过其击穿电压而导通，导致漏流增大，测试不通过。故对产品所有对地连接的陶瓷放电管统一更换为击穿电压1000V的陶瓷放电管（2E5-1000LMSD）后，绝缘耐压测试通过。

2. 雷击浪涌整改测试：

测试485端口雷击浪涌共模±2KV时，保险丝（F1、F2）处打火并有异响。经查看原理图发现防护方案存在不合理的地方，原理图如下所示：

因产品绝缘耐压的要求，更换陶瓷放电管型号之后。其击穿电压远远高于保险丝（SMD1812-014）的最大耐压值，当施加共模浪涌后，浪涌电压超过了保险丝的最大耐压值上限，对保险丝造成了损坏。根据以上，将保险丝更换为抗浪涌电阻，同时进一步将泄放路径进行改进后通过测试，整改后原理如下图所示：

再查看网口防护方案后发现，网口共模防护电路也存在问题，网口公共抽头处通过串联电阻后短接，再到RC电路到大地。在较大的共模浪涌能量通过时，很容易将串联电阻损坏。未整改原理图如下所示：

经如上分析，将陶瓷放电管并联在串联电阻与大地之间，这样大部分的浪涌能量都可通过陶瓷放电管泄放到大地。保护电阻不受损坏。整改后原理图如下所示：

最终除以上端口雷击浪涌测试通过，电源端口以及无线射频端口也通过了测试，防护电路如下所示：

经如上整改措施，产品最终通过测试，满足IEC61000-4-5 （差模±1KV，共模±2KV）雷击浪涌测试、IEC60950 绝缘耐压AC 500V，漏电流≤5mA的测试要求。

案例分析总结：

抗浪涌电阻相对于常规的自恢复保险丝来说，有更强的抗浪涌冲击能力，针对这种由于前级防护元器件响应速度较慢、限制电压较高的情况下，使用电阻较作退耦更为适合。针对有绝缘耐压或绝缘耐压要求较高的产品，在整改方案后，需考虑对雷击浪涌测试带来的影响。应从整体判断方案可行性，达到相对平衡的状态，以满足产品测试要求。

合理的设计浪涌泄放路径，不但要考虑使用合适的防护器件，还需对经过浪涌泄放路径上元器件进行评估，是否能承受浪涌能量的冲击，只有多重考虑，才更能确保防护方案的合理性和安全性。

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型号- SMDJ-AT SERIES,07DXXKJ,UN2E8-XXXML SERIES,SMBJ,UN2E5-XXXLL SERIES,UN232,UN2E8-XXXL HV,4.0SMF SERIES,UN1812-XXXCSMD SERIES,10DXXKJ,5.0SMDJ-AT SERIES,P6KE SERIES,30KP SERIES,SACB SERIES,UNS1K SERIES,PXXXSC SERIES,P4KE,SMD0603 SERIES,10DXXKEC SERIES,UN490E,UN3E8-XXXHP,UNSDC12V-3L,07DXXK,07DXXL,UN3E5-XXXMSMD,PXXXSB,15KPS,PXXXSA,PXXXSB-2L,P4SMA SERIES,SA SERIES,SMAJ,UN2220 SERIES,05DXXKJ,SAC SERIES,SMF SERIES,PXXXSC,KXXXSA SERIES,20KP,5.0SMDJ SERIES,0402 SERIES,20KP SERIES,TPSMAJ SERIES,PXXXLB SERIES,SMCJ SERIES,UN3490,P4SMA,UNSDC24V-3L,SMDJ,UNS1K,UN3E6-XXXMM,UN65HVD75,UN2E8-XXXL HV SERIES,SMDT,UN1812 SERIES,UN3220 SERIES,SA,UN2E8-XXXML,UNS4032 SERIES,UN2E8-XXXHL SERIES,UN2E5-XXXL HV,UNSDC58V-2L,SMD1210 SERIES,UN2E5-XXXLSMD,PXXXEC SERIES,UN3485,UN16,5KP,1.5KE SERIES,TP5.0SMDJ,14DXXL SERIES,07DXXKBC SERIES,MCM系列,UNS2K,UN2E8-XXXMSMD,UN2E5-XXXLL HV SERIES,10DXXKEC,UNSDC24V-2L,32DXXL SERIES,UN3E8-XXXHM SERIES,SMCJ,TPSMB SERIES,UN1210-XXXBSMD SERIES,UN3E6-XXXM,TPSMDJ SERIES,UN65HVD233,UN65HVD234,100M,UN65HVD232,UN65HVD230,SMBJ-AT,UN2E5-XXXL,UN2E8-XXXM,UN1210-XXXBSMD,34SXX,KC SERIES,UN2E6-XXXLSMD SERIES,UN2E8-XXXH,UNB-XXXN-SMD,UN3E8-XXXHMF,32DXXKJ SERIES,UN1050,UN3232E,UN1050ISODUB,32DXXKJ,40DXXK,UNS3220,UNB-XXXN/M,40DXXL,UN3085NE,SMCJS,UN2E8-XXXHSMD,HCM系列,TPSMB10J,32DXXK,32DXXL,PXXXEC,UN30,PXXXEB,KXXXSB,PXXXEA,30KP,KXXXSA,P6SMB SERIES,1012,KXXXSD1,PXXXSC-2L SERIES,15KP,PXXXSC-2L,0603,SMD2920 SERIES,10SMBT,14DXXKJ,UN82C250,UNSRS485-2HL,UN82C251,10SMBJ,25DXXL SERIES,05DXXL SERIES,TPSMC SERIES,UN2H8-XXXL HV SERIES,UNSDC58V-3L,SM8Z SERIES,TPSMCJ SERIES,SM5Z,UN6,UN3E5-XXXL,UN3088E,KXXXG SERIES,PXXXTB,PXXXTA,KXXXG,UN2E5-XXXLSMD SERIES,KA SERIES,UNB-XXXN-SMD SERIES,2012,UN3088ES,07DXXL SERIES,5KP SERIES,UN3485ISO,8KP SERIES,PXXXEA SERIES,UNA-XXXN/M SERIES,SMCJS SERIES,3KP,SM8Z,UN3E5-XXXLM,SMCJ-AT SERIES,LCE SERIES,UNC-XXXN/M SERIES,UN3E8-XXXHM,PXXXSA SERIES,UNSRS485-2H,SMCJ-AT,UN0805 SERIES,PXXXDM,POE58C,15SMBJ,PXXXTB SERIES,PXXXSB-2L SERIES,UNA-XXXN-SMD,40DXXKJ SERIES,UNS3220 SERIES,UN1206 SERIES,P4KE SERIES,SM5Z SERIES,UN2E8-XXXMSMD SERIES,UN3E6-XXXMM SERIES,05DXXK,05DXXL,UN600 SERIES,1012 SERIES,UNB-XXXN/M SERIES,8.0SMDJ,UNSRS485-2L,P6SMB,SACA SERIES,40DXXKJ,1000M,40DXXL SERIES,PXXXDM SERIES,SACA,UN0603 SERIES,SACB,UN2E5-XXXL SERIES,UN2H8-XXXLL HV SERIES,SMD2920,0402,8.0SMDJ SERIES,25DXXL,25DXXK,UN30 SERIES,10DXXL SERIES,25DXXKJ,20DXXL SERIES,5KPS,UNA-XXXN-SMD SERIES,UN485E,UN2E8-XXXHL,PXXXSB SERIES,UN485ES,PXXXTA SERIES,UN3E8-XXXHMF SERIES,UN2H8-XXXLL HV,SMDJ-AT,4.0SMF,SMF,TPSMB10J SERIES,0603 SERIES,5KPS SERIES,UN2E8-XXXH SERIES,KD SERIES,UN60,SMAJ-AT SERIES,TPSMDJ,UN1206-XXXASMD SERIES,UN2E8-XXXHSMD SERIES,UN3232E-T,UN1210 SERIES,14DXXKSC,07DXXKBC,10DXXK,UNSDC48V-2L,10DXXL,53DXXK,UN3E8-XXXHSMD SERIES,2012 SERIES,UN0805,UN3E5-XXXMSMD SERIES,KA,KB,UN1812-XXXCSMD,KC,TPSMCJ,UN2E8-XXXLL HV,6.0SMAJ SERIES,KD,14DXXKSC SERIES,UNS2K SERIES,10SMBJ SERIES,TP5.0SMDJ SERIES,SMD1812 SERIES,UN60 SERIES,5.0SMDJ,UN3490E,UNSDC48V-3L,20DXXKYC SERIES,SMD0603,SMD1812,KXXXSB SERIES,UN1206,UN16 SERIES,SMBJ SERIES,UNSRS422-2H,SMDT SERIES,UN1210,UNSRS422-2L,UN135 SERIES,TPSMBJ,PXXXLC SERIES,UNS4032,UNA-XXXN/M,0201 SERIES,UN1206-XXXASMD,UN2H8-XXXL HV,5.0SMDJ-AT,UN3E5-XXXL SERIES,UNC-XXXN/M,20DXXKYC,UN3485S,UN3E6-XXXM SERIES,34SXX SERIES,UN2E5-XXXLL,0201,UN3E8-XXXHP SERIES,UN3E8-XXXH SERIES,UN1042,UN3220,TPSMAJ,UN1040,UN2E8-XXXLL HV SERIES,15KP SERIES,8KP,UN2E5-XXXL HV SERIES,UN2E6-XXXLSMD,6.0SMAJ,UN3E8-XXXHSMD,34SXXJ SERIES,SMD1206 SERIES,SMBJ-AT SERIES,TPSMA SERIES,LCE,UN600,14DXXK,UN6 SERIES,14DXXL,UNC-XXXN-SMD SERIES,UNSRS422-2HL,15SMBJ SERIES,SAC,SMD0805 SERIES,SMAJ SERIES,UN3E5-XXXLM SERIES,UN3E5-XXXLSMD SERIES,UN250 SERIES,UN3E8-XXXH,UN485CUA,UN488E,UN250,KB SERIES,PXXXLC,UN2E5-XXXLL HV,UN135,PXXXLB,PXXXLA,SMD1206,UN0603,UN1812,20DXXL,20DXXK,PXXXEB SERIES,10SMBT SERIES,1.5KE,UNC-XXXN-SMD,3KP SERIES,P6KE,KXXXSD1 SERIES,TPSMC,SMD0805,TPSMB,TPSMA6J SERIES,TPSMA,TPSMBJ SERIES,34SXXJ,20DXXKJ,SMD1210,SMDJ SERIES,UN2220,UN2E8-XXXM SERIES,TPSMA6J,UNSDC12V-2L,1.5SMC SERIES,15KPS SERIES,SMAJ-AT,PXXXLA SERIES,UN3E5-XXXLSMD

2021 - 优恩半导体 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

优恩半导体（UNSEMI）保护器件产品选型指南

目录- Electrostatic Discharge Protection Devices Transient Voltage Suppressors Thyristor Surge Suppressors Gas Discharge Tube Spark Gap Protectors Multilayer Chip Varistor Polymeric Positive Temperature Coefficient Thin Film Common Mode Filter Silicon bilateral voltage triggered switch RJ45 Network connectors

型号- 15SMBJ78CA,SMAJ6.0CA,SMAJ40CA,SMBJ20A-AT,SM8Z20A,15KP58A,UN2K8-400SMD,SMD1206-350,SMDJ78CA,UN3E8-75HM,P0300SC-2L,ESD05V02D-CP,UN3E8-75HP,TPSMB30CA,SMDJ16A-AT,15SMBJ7.5CA,UNC-301N-SMD,TPSMCJ18CA,PESD0603E12V,UN6-200,05D511K,20D241KYC,5.0SMDJ85C,SMDJ36CA-AT,5.0SMDJ85A,K2200G,UN0402E18V120P,SMCJ100CA,ESD15V52D-LCF,5KP30C,5KP30A,SMF120CA,SMBJ150CA,SMDJ170A,SM8Z33CA,TP5.0SMDJ28CA,53D681K,SMDJ170C,3KP80CA,UN2K8-800L,UN135-250,SMCJ30C,32D122K,SMCJ30A,UNA-471M,SA180C,SMAJ70CA-AT,K0900G,SM8Z24A,SA180A,4.0SMF5.0A,15KP54A,20D781KJ,SMF190A,P6KE8.2CA,TPSMA82A,P4KE180A,P4KE180C,14D181KSC,ESD24V26T-5L,20D331KYC,P4SMA82CA,SMF3.3A,TP5.0SMDJ15CA,SM8Z22A,MCM3216B SERIES,SMDJ160CA,SMBJ400CA,SMCJ80CA,SMD1812-200-24V,PXXXXLB,PXXXXLC,P6SMB51CA,PXXXXLA,ESD24V26T-4L,4.0SMF12CA,TPSMB43CA,ESD0402-240E2R5,SMDJ400A-AT,TPSMB110CA,ESD08V88D-C,SMCJ220CA,5.0SMDJ64CA-AT,5.0SMDJ80A,SMCJ440A-AT,10SMBJ40CA,5.0SMDJ80C,P4KE 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SERIES,SMDJ43A-AT,SMDJ58,UN30-185,SMDJ54,P6KE75,10SMBJ7.0CA,SMDJ51,UN2E5-3600LL,20KP132A,SMAJ160CA-AT,10SMBT7.0A,UN2K8,P6KE62CA,UN30-135,SMDJ48,P6KE68,SMDJ45,SMDJ43,UNB-401M,SMDJ40,TPSMA36CA,P6KE82,ESD15V02D-CKN,5.0SMDJ78C,SMCJ7.0C,SMDT7.5A,5.0SMDJ78A,SMCJ7.0A,SMDJ51CA,5.0SMDJ48CA,UN111B339HWA1DFL,15KP51A,TPSMDJ,SMDJ36,SMDJ33,25D751KJ,P4SMA220A,SMDJ30,10SMBJ60A,P6KE91,KB-380,SM8Z26A,ESD3.3V12D-A,ESD3.3V12D-C,SMD1812-200-16V,TPSMCJ,UN2H8-5000LL,SMDJ28,5KP8.5C,SMDJ26,5KP8.5A,SMDJ24,UN2K8-600,SMDJ22,SMDJ20,UN1210-151H,SMD0805-110-12V,SMBJ11A-AT,07D331KJ,ESD0402M,UN16 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优恩半导体 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

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优恩半导体UN3E3-XXXLSMD系列陶瓷气体放电管在设计采用了全方型的外观结构，这种设计不仅使得放电管在外观上更加美观大方，它在实际应用中也带来了诸多优势，如更便捷的安装与布局、更优化的电气性能、更高的稳定性，使其可以更好的应用于通信、电力系统、医疗设备与工业等领域。

2024-05-16 - 产品代理服务技术支持采购服务

优恩半导体（UN Semiconductor）于1994年成立于台湾，专注于ESD静电保护、雷击浪涌保护器件及串口芯片，设有专业的EMC测试整改中心。优恩半导体的ESD、TVS、GDT、MOV、放电管、通信芯片等产品广销全球20多个国家。

ESD静电二极体（ESD）瞬态抑制二极体（TVS）陶瓷气体放电管（GDT）半导体放电管（TSS）玻璃放电管（SPG）压敏电阻（MOV）贴片压敏电阻（MLV）自恢复保险丝（PPTC）熔断保险丝 RS485通讯芯片 RS232通讯芯片 CAN通讯芯片电源保护模组信号保护模组防雷型RJ45网路连接器高速静噪虑波器磁珠高压整流二极体小信号肖特基二极体小信号开关二极体稳压二极体 MOS管双极型电晶体电源管理芯片电源隔离模组信号隔离模组

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【应用】符合IEC 61000-4-5 Surge的AC36V电源端口浪涌＆过压防护解决方案

AC36V电源广泛使用在工矿、船舶等LED电源，设备易遭受气候环境的影响而导致击雷击浪涌及过过压等损坏。本文推荐陶瓷气体放电管与压敏电阻串联搭配使用，可以延长压敏电阻的使用寿命及降低压敏电阻的漏电流，且后端的残压较单级防护降低很多。

2021-05-19 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

大功率TVS管在DC24V电源端口防护方案中的应用

DC24V电源广泛使用在LED、安防电源等行业，远距离户外传输，导致设备及易遭受雷击浪涌及过压等损坏，此方案采用UN公司经过多年经验积累开发出来大同流的TVS管，响应速度快、残压低，使后端的电路得到全面的防护。

2024-02-08 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

DC24V电源端口浪涌保护

DC24V电源端口浪涌保护DC24V电源是一种为设备提供稳定、可靠的直流电压输出的电源，其广泛应用于工业自动化控制系统。此方案设计为多级保护的方式，初级采用通流能力较强的陶瓷气体放电管和压敏电阻组合来承受泻放大的浪涌电流，中间使用电感做退耦，次级选用响应电压精准、稳定且快速的TVS管做保护，能有效抑制各类浪涌过电压，使后端的DC芯片及电路得到全面的保护。

2024-01-24 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

解析TSS半导体放电管基本概念以及特征表现

本文中优恩半导体将为大家简要解析TSS半导体放电管基本概念以及特征表现。半导体放电管，简称TSS，也有很多人称为固体放电管，它主要应用场景在于信号线路的雷击浪涌防护。TSS半导体放电管与常见的几种放电管（GDT陶瓷气体放电管、SPG玻璃放电管）有所不同，它是一种利用晶闸管原理制成的过压保护器件，主要依靠PN结的击穿电流触发器件的导通和放电。

2023-11-17 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

优恩半导体PPTC自恢复保险丝选型表

优恩半导体提供如下技术参数的PPTC自恢复保险丝选型：保持电流0.01A~14A；动作电流：0.03A~23.8A；最大电流：1A~100A，最大额定电压：6V~72V。产品符合rohs标准，小封装为电路板节省了电路板空间。

产品型号	品类	Hold Current I hold (A)	Trip Current I trip (A)	Rated Voltage （V） max Vdc	Max Current I max(A)	Typical Power P dtyp.(W)	Maximum Time To Trip Current (A)	Maximum Time To Trip Time (Sec.)	Resistance R min(mΩ)	Resistance R max(mΩ)
SMD0603-001	Surface Mount Resettable Polymer PTCs	0.01	0.03	60	20	0.50	0.20	1.00	15.00	100.0

选型表 - 优恩半导体立即选型

SMD1812系列表面贴装可复位PTC

描述- 该资料介绍了SMD1812系列表面贴装可恢复PTC热敏电阻器。这些器件适用于空间受限且需要可重置保护的应用，具有快速断开、紧凑设计、与高温焊锡兼容等特点。资料提供了详细的电气参数、测试程序、尺寸规格和订购信息。

型号- UN1812-110,SMD1812-200,UN1812-075,SMD1812-160,UN1812-010,SMD1812-110/33V,SMD1812-260,SMD1812-020,SMD1812-300,SMD1812-125,SMD1812-075/24V,SMD1812-125/16V,SMD1812-260/12V,SMD1812-050/33V,SMD1812-200/16V,SMD1812-260/16V,SMD1812-XXXX/X,SMD1812-200/12V,SMD1812-150/24V,SMD1812 SERIES,SMD1812-150/16V,UN1812-200,SMD1812-010,UN1812-300,SMD1812-110,SMD1812-110/24V,SMD1812-050,SMD1812-150,UN1812-260,SMD1812-030,SMD1812-075,SMD1812-014,SMD1812-075/33V,SMD1812,SMD1812-110/16V,SMD1812-010/60V,SMD1812-050/24V,SMD1812-014/33V