【经验】解析用于多轴通用运动控制板卡中的RS485芯片静电及雷击ESD保护二极管整改案例
本文对用于多轴通用运动控制板中的RS485芯片静电及雷击ESD保护二极管整改案进行详细介绍,具体如下:
案例问题描述
客户大致的系统构架情况,通过手持的控制面板通过485接口发指令去控制多轴通用运动控制板,再去控制电机的运动情况;目前客户在使用过程中偶尔会出现控制错误(无法控制、不能识别板卡)的情况,初步分析判定此问题可能是产品在使用过程中,因RS485的A/B接口走线为普通线缆(未双绞及屏蔽)且与厂区其他电力线平行捆绑走线,脉冲干扰电压耦合到RS485的A/B接口,引起RS485芯片及485前端现有防护电路损坏,最终导致出现前文所说的控制错误的问题。
为模拟在上述可能出现的脉冲干扰情况,优恩分别进行了ESD静电放电及雷击浪涌测试;
图 1 系统控制框图
案例整改过程
在客户控制板什么都不改动的情况下,按照IEC 61000-4-2的标准进行空气8KV,接触4KV的静电放电测试。
图 2 静电测试布局图
在静电测试过程中出现客户描述的控制异常情况(直接无法识别控制板卡),后经分析发现为RS485通讯芯片损坏导致,客户现有的ESD防护元器件SM712性能正常;更换优恩RS485芯片,型号为UN485E,继续测试会出现控制异常问题,重新上电启动后异常消失。
图 3 更换优恩半导体485芯片UN485E
结合前面的测试情况及客户的现有防护电路来分析,此种情况可能是客户在A/B端口加的防护器件选型不当导致,为验证此问题,更换前端防护元器件SM712为SMBJ6.0CA,继续测试,通过接触±6KV及空气±8KV各40次的静电放电试验,再未出现控制异常问题。
图 4 更换优恩半导体的防护元器件型号SMBJ6.0CA
为进一步验证电路的抗脉冲干扰电压的能力,按照IEC 61000-4-5的标准进行模拟雷击浪涌试验,通过差、共模2KV的浪涌试验(±5次),试验结束后产品控制正常。
图 5 浪涌测试布局图
案例分析总结
在防护器件选型时,需要注意ESD器件的反向截止电压VRWM,反向截止电压越高,对应的击穿电压VBR及保护以后的钳位电压VC亦会越高,对后面电路的保护效果就会越差;
同样的浪涌电流施加在不同功率的ESD/TVS上,功率越大、IPP越大的防护器件对应的钳位电压相对要低,综上所述,优恩体建议客户把小功率ESD器件SM712更换为击穿电压更低,功率及浪涌承受能力更强的TVS管SMBJ6.0CA。
优恩推荐RS485接口过压、静电、浪涌及高压错接防护电路。
图 6 RS485推荐防护电路
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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
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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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解析TVS管的四大特点:快相应、低压放电、强吸收能力、可重复使用
在保护电子设备安全的战斗中,瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS管,正是不可或缺的利器。本文中优恩半导体将为大家介绍TVS管的四大特点:快相应、低压放电、强吸收能力、可重复使用。
技术探讨 发布时间 : 2024-05-01
【技术】浅析瞬态抑制二极管(双向TVS管)
TVS管也叫瞬态抑制二极管,TVS管是吸收浪涌功率用的,能在极短时间内承受反向电压冲击,使两极间的电压钳位于一个特定电压上,避免后面的电路受到冲击。简单的说就是做过压保护的,在通信等产品中很常见。连接时必须反向工作在电路电源、地两端,与稳压二极管类似,但不需要限流电阻。
技术探讨 发布时间 : 2021-08-26
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。
应用方案 发布时间 : 2024-01-24
【元件】LIN总线ESD保护二极管UESD1LIN采用双边不对称电压结构,保护12V和24V汽车LIN-BUS系统
优恩半导体推出LIN总线ESD保护二极管UESD1LIN,采用双边不对称电压结构,可满足两种车用LIN-BUS的保护。该产品符合AEC-Q101,具有1.0pF的低电容值,能减少对LIN总线信号的干扰;良好的钳位能力,将静电放电引起的电压尖峰限制在安全范围内;同时还具有优秀的空气放电±15kV 、接触放电±8kV及瞬间脉冲浪涌防护能力。能够有效保护总线免受损坏,确保系统可靠性和安全性。
产品 发布时间 : 2024-02-26
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。
应用方案 发布时间 : 2024-02-08
优恩半导体ESD静电保护元件Protection TVS ESD Arrays选型表
静电抑制二极管(Electrostatic Discharge Devices)俗称 ESD 管,是一种用于保护电子产品免受静电干扰元器件。
产品型号
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品类
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Marking Code
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Peak Power Disspation 8/20μs (W)
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Reverse Stand-off Voltage Vrwm(V)
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Breakdown Voltage Vbr.min(V)
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Clamping Voltage @1A mp Vc(V)
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Standby Current Ir@Vrwm(μA)
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Capacitance (f=1MHz) TYP(pF)
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Internal Configuration
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ESD3.3V02D-ULC
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ESD静电保护器
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3L
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96
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3.3
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4.5
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8.5
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1
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0.25
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0201/DFN0603
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选型表 - 优恩半导体 立即选型
电子商城
品牌:硕凯电子
品类:Surface Mount Transient Voltage Suppressors
价格:¥0.2000
现货: 223,965
品牌:硕凯电子
品类:ESD Protection Transient Voltage Suppressors Array
价格:¥0.2250
现货: 6,950
现货市场
服务
整体外形尺寸小至0.6*0.3*0.3mm (DFN0603),工作电压范围覆盖2.5V~36V,电容值低至0.2pF,浪涌能力最高可达240安培,静电等级可达空气放电、接触放电±30KV。提供免费浪涌测试仪、静电测试仪测试。
提交需求>
可定制LAMP LED、 CHIP LED、 PLCC LED、 汽车用车规级LED、COB LED的尺寸/电压/电流等参数,电压1.5-37V,电流5-150mA,波长470-940nm。
最小起订量: 30000 提交需求>
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