【技术大神】选对TVS管防护让Type C更加稳定可靠

时间： 2017-02-21 来源：技术大神活动文章

技术问答

静电设计在电路中对于系统可靠性非常重要。由于USB3.1、Type-C接口等高速接口的速率高达5Gbps，很多干扰可能导致这些高速信号传输过程中信号丢失，严重导致系统死机、重启，甚至损害设备的情况。Type-C接口作为内部CPU与外部设备的交互，故外部Type-C接口的防护异常重要，起到将干扰源抵挡在外部的作用。

我们在自助服务一体机设计中，主板上的USB口外接一个7口的USB-HUB，此USB-HUB上接打印机、读卡器、二代身份证阅读器、指纹仪、密码键盘、以及触摸屏等USB设备。目前主板USB接口主要采用USB Type-C接口，在过检测的时候需要对端口施加6KV接触，8KV放气放电，因此外挂如此多的设备，常常会出现设备外挂设备不灵的问题，经常死机等问题，作为非常重要的设备，出现这种死机问题令我们头疼，后来LITTELFUSE推荐了SP0201B-ULC-01UTG，经过改版后，问题得到了解决。Type-C应用电路如图1所示。

图1：Type-C应用电路

SP0201B芯片能够抵御静电和浪涌的冲击，能够对数据端口进行双向保护，非常低的节电容，低至0.15pF，能够满足Type-C的要求，能够快速泄放静电和浪涌冲击。该芯片具有5A（8/20us)浪涌防护和30KV的静电防护，是USB3.1和Type-C理想的防护器件。

由于自助服务一体机设计出现死机等故障，我们通过选取SP0201B芯片进行电路防护，而Type-C数据线非常多，需要12个TVS才能对数据线进行防护。恰恰SP0201B为0201的单个封装，布线非常方便，对于布线基本没有什么影响。通过对机器进行改版设计，加入了TVS管后，经过了一系列测试，问题彻底得到了解决，目前已经在现场得到很好的运行效果。里面每根数据线并一颗SP0201的TVS管，Type-C设计电路图2所示。

图2：Type-C设计电路

TVS选取的结电容与信号的频率有一定的关系，射频一般TVS选型需要在1pf以内，如下是各类高速接口速率与TVS选取结电容的的关系，如图3所示。

图3：高速接口速率与节电容关系

综上所述，我们在静电防护选型和设计需要注意如下事项：
1）TVS管选型，需根据供电电压，施加的电压等级，信号速率综合选取一个合适的TVS。如果选取结电容太低或者防护等级高的TVS管，Type-C选取TVS最好在0.5pF以内。

2）在选取TVS管的时候，根据需要选取不同封装的TVS，如果体积要求高的，就选小封装的，如果板子层数少的，选封装的时候就不要选管脚在内的封装等等。

3）在PCB布线的情况下，TVS要靠近Type-C接口，这样干扰进来后可以第一时间得到有效防护。

4）在Type-C布线时需要注意，Type-C属于超高频信号，数据线最好放内层，具有完整的参考地平面。

5）放置SP0201B芯片时，接地越短越好，这样干扰会第一时间得到泄放。

6）Littelfuse TVS能够有效的抵御外部浪涌、静电和EFT等干扰，为Type-C保驾护航。

作者：零点

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（0）

暂无评论

【经验】ESD抑制器和TVS管的重要参数定义及选型注意事项

Littelfuse的ESD抑制器和TVS管。ESD抑制器有PESD，PULSE-GUARD ESD，XTREME-GUARD ESD系列，这几个系列是保护高速数据线路应用的理想选择，可以提供极低的电容，且外形小巧，可在确保ESD保护的同时保证了数据的完整性。TVS管有SD,SM等系列，低的钳位电压，多用于低频信号端。

设计经验发布时间 : 2018-07-07

pin-pin替代BOURNS（伯恩斯）P6SMB18CA的600W双向TVS管，成本降低5%~10%

为实现低成本高性能pin-pin替代BOURNS（伯恩斯）公司P6SMB18CA的600W双向TVS管，推荐选用littelfuse（力特）的P6SMB18CA，通过IEC 61000-4-2 30kV接触放电和空气放电测试标准，具有更出色的抗ESD能力；同时具有-65℃更低的工作结温，可适用于更恶劣的低温环境下工作。

设计经验发布时间 : 2019-04-23

技术福利：TVS管如何达到最佳电路保护

力特的瞬态电压抑制TVS管因其响应速度快、瞬态功率大等优势特性，在汽车、家用电器、新能源等市场得到广泛应用。

设计经验发布时间 : 2016-04-15

【选型】韬略科技（TOP-FLIGHT）展频IC、叠层共模/绕线共模/大电流共模/BDL滤波器、ESD、高分子材料、TVS、晶体闸流管、一体成型功率电感选型指南

目录- 公司简介时钟展频IC BDL EMI 滤波器大电流共模滤波器 EMI+ESD 复合器件叠层共模滤波器/绕线共模滤波器大功率TVS 高分子聚合物静电抑制器先进陶瓷静电抑制器 TVS管/晶体闸流管一体成型功率电感和EMC测试项目各国电子产品认证要求

型号- TEPC0R2V05B1X,0.2KP-SMF,TLDCM7035-2-501TF,TMMPL111004,TF2010A4X SERIES,5KP-SMC,TESC3R0V05B1X,TF0806A2X430MT,TLCML2012-2-121,TEVD12R0V24B1X,TSSBXXXB1X,TEVC1R0V05B1X,TESD500R0V05B1X,3128,TEVA0R4V05D4X,TLDCM1513-2-301TF,TESB3R0V24B1X,1108,TSSCXXXB1X,TF2010A4X,5KP-SMC SERIES,TSMAXXXB1X SERIES,TF2010A4X900MT,0.4KP-SMA SERIES,TEVD300R0V05D1X,TLCML2012-2-900,6.6KP SERIES,TF2010A4X121MT,10KP SERIES,TEPC0R2V12B1X,TEVC3R0V05B1X,5KP,TEVC25R0V05B1X,TSSDXXXB1X SERIES,TSSBXXXB1X SERIES,TEVG15R0V24B2X,TF2010A4X201MT,TEVC10R0V3B1X,TF0806A2X670MT,TEPB0R2V05B1X,TESC0R15V05B1,6.6KP,TEF0806A2X900MT,TF0806A2X900MT,TF1210A2X900MT,TF2010A4X670MT,TEF1210A2X900MT,TEPB0R2V12B1X,TEPC0R2V09B1X,2501,TEF2012A4X101MT,TEVB20R0V12B1X,TF0806A2X,TEVD0R6V05B1X,TLCML2012-2-201,8KP,15KP SERIES,15KP,TEVH0R6V05D2X,TEVJ0R4V05D4X,TMMPI040402,TMMPL131205,TESC3R0V24B1X,0.2KP-SMF SERIES,TF1210A2X650MT,TSSDXXXB1X,TEF1210A2X500MT,0.4KP-SMA,TSMAXXXB1X,0.6KP-SMB SERIES,TEVG0R6V05D2X,5228,TF0806A2X SERIES,1.5KP-SMC SERIES,TLDCM4745-2-102TF,TEVB10R0V3B1X,1.5KP-SMC,TEVB25R0V05B1X,5KP SERIES,8KP SERIES,10KP,TESD400R0V14B1X,TEVD22R0V15B1X,TEPC0R05V24B1X,TMMPI050502,TEVD0R7V05D4X,TEPB0R2V09B1X,TEVB0R5V05B1X,TGMPL020201,TLCML2012-2-371,TEVP0R4V05D2X,TF2010A4X161MT,0.6KP-SMB,TEVB3R0V05B1X,TLCML4532-2-601,TEVD0R6V3B1X,TSSCXXXB1X SERIES,TEVD1R5V05B1X,TGMPI020101,TLDCM1211-2-701TF,TLCML4532-2-282,TEVC15R0V12D1X,TEF1210A2X350MT,TF1210A2X350MT,TESB3R0V05B1X,TMMPI070603

选型指南 - 韬略科技 PDF 中文下载

【应用】车规级TVS管SLD33-018用于车载粉尘气体检测的抛负载保护，响应时间＜0.1ps

抛负载保护就是在电池和发电机之间并联一个TVS管，如图一所示，此种方式可以有效的保护器件不受抛负载情况发生时的浪涌影响。针对以上抛负载保护需求，Littelfuse推出了SLD33-018。

应用方案发布时间 : 2022-10-28

【技术大神】小谈USB Type C接口的ESD保护方案

本文分析了ESD故障的三种类型，并以实际的案例总结了工业类产品选择ESD器件的原则和注意事项。

器件选型发布时间 : 2017-02-09

【选型】RS-485接口的防雷设计电路，该如何选择保护器件？

本文介绍使用力特公司的气体放电管、PPTC和TVS来设计防雷电路，有效保护RS-485总线。

器件选型发布时间 : 2017-06-21

【应用】Vrwm为12V的TVS管SMAJ12CA用于无人电动小型货车，漏电流仅为1μA

客户的无人电动小型货车项目上，需求一款TVS管，要求反向关断或隔离电压不低于12V，封装小，供货好。Littelfuse推出的TVS管SMAJ12CA反向关断电压Vrwm=12V，有较多现货，满足客户需求适用于无人电动小型货车该项目。

应用方案发布时间 : 2021-10-21

【技术大神】基于TVS管阵列的ESD防护设计及注意事项

本文介绍了笔者在智能采集终端项目技术改进中如何对TVS管进行选型，及设计过程中需要注意的设计事项。

技术探讨发布时间 : 2016-10-26

Littelfuse（力特）连接器&保护器件快速参考指南

型号- LVR100K-240-AP,SESD,RF2943-000,LVR,TM2P-10271-2,2PRO,LVR016S,LVR125S,SESD0802Q4UG-0020-090,LVR012K-2,PESD,LVR200K-240-AP,LVR012S-1,LVR012S-2,RF2945-000,SESD0201X1BN-0015-096,LVR016K,LVR008NS,LVR033K-2,LVR075S-240,RF3923-000,PESD0402-240,LVR100S-240-AP,SESD1004Q4UG-0030-088,LVR008NK,LVR033S-2,LVR125K-240,SESD0402Q2UG-0030-088,RF3917-000,LVR055K,LVR200K-240-2,LVR100S-240,SESD0201X1UN-0030-088,LVR100S,RF3076-000,LVR055S,RF2193-000,SESD1103Q6UG-0020-090,PESD0603-240,LVR100K-240-2,LVR125K-240-2,LVR200S-240-AP,LVM2P-035R14431,SESD0402X1UN-0030-088,LVM2P-015R10431,RF3920-000,LVR200S,RF3078-000,LVR008NS-1,LVR008NS-2,SESD0201X1BN-0010-098,LVM2P-075R14431,LVR100S-240-2,LVR008NK-2,LVR005NS,RF3925-000,LVR005NK,LVR033K,SESD0402Q2UG-0020-090,TM2P-10271,SESD1004Q4UG-0020-090,LVR200S-240,LVR033S,LVR040S-1,LVR100K-240,LVR200K-240,LVR040S-2,RF3918-000,LVR075K-240-2,LVR125S-240-2,SESD0402X1BN-0015-096,PESD1206Q-240,LVR025K-2,LVR040K,LVR012K,LVR025S-2,LVR040S,LVR040K-2,LVR012S,SESD0402X1UN-0020-090,LVR016S-2,LVR016S-1,LVR075S-240-2,LVR016K-2,LVR125S-240,RF3077-000,LVR075K-240,LVR075S-240-AP,LVR075S,LVR075K-240-AP,RF3922-000,LVR005NK-2,SESD0402X1BN-0010-098,RF2192-000,LVR055S-1,LVR075S-1,LVR055S-2,LVR075K-1,LVR005NS-1,LVR005NS-2,LVR125K-240-AP,LVR125S-240-AP,RF2946-000,LVR200S-240-2,PESD0402-140,LVR025K,SESD0201X1UN-0020-090,LVR025S

快速参考指南 - LITTELFUSE - 2016年01月01日 PDF 英文下载

【选型】为SD卡电源及数据线（CLK、CMD、DAT0~DAT3）通信选择一款合适的TVS管

车辆远程监终端GPRS模块上有用到SD卡，为保证SD卡数据通信免受ESD影响，需要对SD卡工作电压和数据线上均加入一款TVS管做ESD防护设计，本文推荐选用littelfuse的双向TVS管SP1233-01ETG，具有3.3V最大反向工作电压，0.5μA最大泄露电流，可安全吸收±30kV（接触放电，IEC 61000-4-2）时反复性ESD震击，而性能无任何降低。

器件选型发布时间 : 2019-08-21

TVS管SMBJ30A和TVS管SMBJ30CA两者后缀的区别是什么？

TVS管有单极性和双极性两种，SMBJ30A代表单极性TVS管，SMBJ30CA代表双极性TVS管。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

【应用】力特TVS管SMAJ43A助力防吸尘器12V直流电机反电动势过压防护设计

为避免吸尘器12V直流电机反电动势对buck电路中开关MOS造成影响导致系统无法正常工作，一般选用400W TVS管做过压防护设计，结合MOS耐压一般在60V，最大击穿电压小于60V，推荐Littelfuse 600W TVS管SMAJ43A。

应用方案发布时间 : 2021-03-16

Littelfuse低结电容TVS管应用于独立烟感无线模块的静电防护

使用Littelfuse SP3022作为无线模块的静电防护，主要原因系其极低的结电容，仅0.3pF，在国内470MHz的频段对天线的调谐影响非常小，另外能够承受20kV的静电电压打击，满足各种的认证要求。经过实际测试，使用SP3022后，原先会出现的烟感无线模块死机、损坏的现象已经不再出现。通讯距离也没有任何影响。

应用方案发布时间 : 2019-03-31

【选型】新能源BMS系统BMU板12V电源兼容24V电源并过5b抛负载防护选择一款合适的保护器件：TPSMA6L26A

新能源汽车BMS系统BMU板上，供电电源一般为12VDC输入，为平台化设计，兼容24VDC电源输入并需要过ISO7637 5b抛负载测试，一般需要对电源输入端加入一款TVS管做防护，推荐选择Littelfuse（力特）TVS管TPSMA6L26A，峰值脉冲功率600W，最大反向工作电压26V，最小击穿电压28.9V，最大漏电流1μA，最大钳位电压42.1V，可满足设计需求。

器件选型发布时间 : 2020-03-05