基于硕凯TVS SMBJ24CA的车载LED电源静电整改案例分析

2024-10-25 硕凯电子官网
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一、描述

1. 供电:DC 12V


2. 静电测试等级:

①带电测试:接触±6KV/±8KV,空气:15KV,各±5次;接触打产品外壳(外壳是金属材质-铝),空气打塑胶导线。

②断电测试:接触±8KV,空气:15KV,各±5次;接触打产品外壳(外壳是金属材质-铝),空气打塑胶导线。


3. 产品原理图:图一

图一

客户产品原设计PCB工作地与外壳不相连,对外壳打接触放电时U1 IC损坏。


二、分析

1. 由于结构限制,PCB器件与外壳靠得很近,静电可能从某个器件耦合进到PCB板而导致IC损坏。

2. 可能是TVS的钳位电压过高导致IC损坏,U1 IC的最高承受电压是40V。


三、整改思路

1. 把外壳去掉直接对PCB工作地打接触放电,测试IC损坏,如图二所示。

图二

2. 在电源输入端串1200R的磁珠对输入端负极打接触放电,IC损坏,如图三所示

图三

3. 把TVS换成SMBJ24CA,对输入端负极打接触放电,IC损坏。

4. 切断静电有可能进到IC的路径,去掉C4、C5、C6、R6,让静电能进IC的路径减少,然后再从认为不容易损坏的路径把器件逐一加上然后对PCB工作地打接触放电测试,如图四。

①把C4、C5、C6、R6去掉后进行测试通过。

②首先加上R6,测试通过。

③然后加上C4,测试通过。

④再把C5加上,测试IC损坏,去掉C5后再测试通过。

⑤最后把C6加上,测试通过。

⑥ 反复验证加上C5与去掉C5,证明静电是从C5这款电容耦合进去。

图四

5. 把PCB装上外壳,工作地与外壳相接,当对外壳打接触放电时让静电流入工作地而不从某个器件耦合到IC。整改完后进行测试,IC依然损坏,如图四所示,PCB与外壳接触是用一个弹片相接,外壳已经喷了绝缘漆,分析是PCB与外壳接触不好导致静电从其他器件耦合进去。


6. 把PCB与外壳接触改成用导连接,导线一端焊在PCB工作地,另一端与外壳螺丝孔相接,再进行测试,测试通过,如图五所示。

图五

四、 车载LED电源静电整改解决方法

1. 把TVS换成SMBJ24CA。

2. 把C5电容去掉。

3. PCB工作地与外壳相接。


修改过的原理图如图六所示:

五、总结

1. 对于弱电产品有金属外壳的产品最好是把外壳接到PCB的工作地,或者PCB有大地的外壳接到PCB的大地。

2. 对于主IC不能承受很大的工作电压时选用TVS尽量选用钳位电压低的。  

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