TVS PESD0603-240替代压敏器VCAS06AG183R0YAT1A，提高汽车音响Tuner端口的抗静电等级

时间： 2018-08-18 来源：世强

笔者设计的一款汽车音响其Tuner端口加载了AVX的压敏电阻器 VCAS06AG183R0YAT1A，在客户提高ESD等级要求后Tuner芯片的AM和FM信号输入端口均被打坏，经过分析后选用了TE connectivity的TVS产品PESD0603-240（LITTELFUSE收购）加载到汽车音响上跟VCAS06AG183R0YAT1A进行对比测试，发现采用PESD0603-240后可以顺利通过客户要求，因此TE Connectivity的TVS产品PESD0603-240，其抗ESD等级更高，能有效保护汽车音响Tuner端口免受ESD能量破坏。

Tuner接口电路

本案例中车载音响系统中Tuner接口电路如图1所示，其左侧为Tuner天线的接插口，它外接Tuner接收天线对广播信号进行接收，图1右侧为Tuner芯片，它分别有AM和FM信号接收端口，红圈内用来保护AM端口的压敏电阻器使用的是AVX的VCAS06AG183R0YAT1A；图中串入信号线的两颗电容是隔直电容，仅有交流有用信号能通过。

图1 初始Tuner接口线路图

这里说明一下为何不将这颗压敏电阻器靠近接口放置以便ESD能量能通过接插口就近快速的释放到PCB的大地，原因一是Tuner天线端口跟天线电源相接，天线电源的电压跟随外部电池输入电压，范围为9V-16V，而这颗压敏电阻器能承受的最大直流电压只有18V，考虑到降额因素，它放在端口处受到常态高直流电压的冲击比较容易损坏，因而放在隔直电容后比较安全，此时它只受交流冲击，实验表明这颗压敏VCAS06AG183R0YAT1A靠近芯片的AM端口放置能顺利通过±8KV空气放电测试，原因二是FM端口输入阻抗远比AM端口低因而抗ESD能力比AM端口强很多，在客户之前只打±8KV空气放电的情况FM端口不用放压敏电阻器也能通过测试。

但后来客户把Tuner端口的ESD等级要求提高到±15KV，当打ESD ±15KV空气放电时Tuner芯片损坏，接收不到广播电台信号，量测Tuner芯片的AM和FM端口的对地电阻，发现它们均对地短路，因此判定这颗压敏电阻器VCAS06AG183R0YAT1A保护等级不足，不足以抵抗±15KV，这很容易推理，如果它能抗击±15KV的话，FM端口打坏可以理解但AM端口没理由会被打坏。经过分析后笔者选择了TE Connectivity的TVS产品PESD0603-240在原位置替代VCAS06AG183R0YAT1A来保护AM端口，在打±15KV空气放电的情况下AM端口不再损坏，只有FM端口损坏。

为同时保护AM端口和FM端口，笔者把PESD0603-240移到图2的红圈位置靠近Tuner天线接插口放置，拿了三台机器执行了同样的变动，结果均顺利通过了客户要求的±15KV空气放电测试。

补充说明：PESD0603-240能承受的最大直流电压为24V，可以放在接插口位置。

图2 变更后的Tuner接口线路图

为何PESD0603-240的静电保护性能要好于原来使用的VCAS06AG183R0YAT1A？

我们截取两者的详细参数进行对比，表1是TVS电压钳位器PESD0603-240的电气参数：

表1 PESD0603-240电气参数

下面的表2是VCAS06AG183R0YAT1A的电气参数表：

表2 VCAS06AG183R0YAT1A电气参数

通过对比我们发现，尺寸、温度特性两者都一样，差异点主要有三点：一是AVX的VCAS06AG183R0YAT1A的钳位电压是77V，而TE Connectivity 的PESD0603-240其钳位电压只有45V，在更低的电压就可以钳位；二是PESD0603-240的最大额定直流电压是24V，放一颗在接插口就可同时保护AM和FM端口；三是PESD0603-240的寄生电容只有0.25pF，对高频FM信号质量没有影响，而保持良好质量的信号抗ESD干扰的能力更强。

另外还有一点，PESD0603-240作为TVS钳位管，响应ESD冲击的时间只有几百ps，比ns级别的压敏电阻更快。

综上所述，通过上面的对比，TE Connectivity 的PESD0603-240比AVX的VCAS06AG183R0YAT1A具有更高的抗静电等级，很适合用在汽车音响的Tuner端口。

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