【成功案例】LITTELFUSE 0201封装TVS实现家庭网关ESD防护相关设计经验

时间： 2018-07-31 来源：世强

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众所周知，现在消费者对产品可靠性要求越来越高，高端家庭网关设备对雷击、静电干扰要求越来越高，这样也是有效保障产品质量，防护与网关相连接的设备。因此电信对高端家庭网关设备的浪涌等级由差模0.5KV，共模1KV提高到差模1KV，共模3KV，对于此前的要求，无需外加防护都能够顺利通过，对于新的要求，再无防护情况是无法通过，我们当然寻求防护龙头企业力特的帮助。

根据需求选取了TVS：SP1027-01YTG，能够抗击ESD：IEC6000-4-2的静电放电，接触14KV，空气25KV；EFT，IEC61000-4-4,40A（5/50ns）;浪涌，2A（8/20us）,并且我们将这颗芯片设计到电路中，SP1027-01YTG具有小尺寸0201封装，很省空间，具有优异的防护性能，SP1027-01YTG电路原理图如图1所示，设计的PCB如图2所示。

图1 SP1027-01YTG电路原理图

图2 SP1027 PCB图

我们将设计好的板子进行了EMC测试，板卡设计层数为2层，TVS防护主要为差模防护,在网络变压器后端的每对差分线并联一颗TVS管，能对整机的浪涌，EFT，静电进行有效的防护，并对整机进行浪涌，EFT，静电的测试，测试结果如图3：

测试项目	测试方法	测试结论
静电	空气放电：±8KV 接触放电：±4KV 对机箱面板人手容易接触部分施加指定放电电压，观察DUT的工作状况。	通过
浪涌	电平：差模±1KV，共模±3KV；试验脉冲次数：正负各5次；脉冲间隔时间：30s 施加在电源处，观察DUT的工作状态。	通过
EFT	电平：±1KV（电源回路）；干扰信号重复频率：5KHZ，干扰信号持续时间：正负极性各120s	通过

图3 整机测试结果

同时我们对差分信号的眼图进行测量，如果处理不好会对信号质量有很大影响，我们对槟城BV03C和SP1027-01YTG进行比较测试。测试结果发现槟城BV03C的眼图很差，不符合要求，SP1027效果很好，如图4所示。

图4 上图为国内厂家测试测出的眼图，图下为SP1027-01YTG测出的眼图。

综上所示，

LITTELFUSE的SP1027-01YTG能够满足测试需求，具有小体积，防护高，可靠性的优势，能够满足高端家庭网关的防护需求。

在防护设计的时候需要注意：

1. 两层板卡设计的时候需要注意防护器件的选择，由于板卡比较密集，需要选取小尺寸，高防护电压器件，低结电容；

2. 两层板设计，需要差分线要有包地设计，尽量保证走线层有完整参考地平面；

3. 防护器件应该靠近接口处放置，这样干扰来以后能够快速泄放，防护器件的走线路径越短越好；

4. 电路设计时，应该有比较好的阻抗匹配，该有的阻容匹配不能省略；

5. 力特作为龙头的防护厂家，器件有很好的防护性能，能够满足网络端口防护需求。

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窝在家里好舒服 Lv5. 技术专家 2019-03-30

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型号- LCE9.0A,1.5SMC540CA,SMCJ36CA,SA13CA,P4SMA16A,SMAJ6.0CA,30KPA45A,5KPXXX,SMAJ40CA,SMDJ12A,SMDJ43CA,SMBJ51A,5KP200A,30KPA170CA,P6SMB56A,LCE22A,SMDJ13A,20KPA26CA,P6KE22A,5.0SMDJ170A,P6KE24A,SMDJ78CA,SMDJ11A,30KPA280A,SMF26A,1.5SMC13CA,SA43A,SMCJ14CA,P4KE13CA,5KP75A,SMCJ78A,30KPA300CA,P4SMA530CA,P4SMA18A,SMDJ10A,P6KE18CA,5.0SMDJ85A,5KP78A,AK10-530C,LCE24A,P4SMA16CA,SMCJ100CA,30KPA48A,20KPA48CA,5KP,5KP28CA,P6KE20A,SMBJ300A,5KP30A,SMBJ150CA,1.5KE150A,P4SMA91CA,SMDJ170A,30KPA45CA,SMAJ70A,SA7.0CA,SMAJ75CA,AK3 - 430C,1KSMB9.1A,SMF24A,SMA6L9.0A,SMBJ16CA,SMA6JXXA,3.0SMC30A,SMA6JXXX,SMDJ58A,P6SMB170CA,SA45A,1.5KE220CA,SA48CA,SMCJ30A,P6KE540A,3KP36CA,5.0SMDJ12CA,P6KE27A,SA180A,P6SMB51A,1KSMB160CA,SMA6J5.0A,SA40A,RS232,SMCJ75A,SMA6L40A,SA22CA,P6KEXXXXXX,P6KE8.2CA,1KSMB27A,SMAJ100A,P4SMA300A,SMF22A,3KP100CA,30KPA42A,SMDJ30CA,P6SMB250A,P4SMA160CA,1.5SMC400A,1KSMB130A,P4KE130CA,P4KE180A,5.0SMDJ170CA,SA110CA,30KPA54CA,P4SMA82CA,P4KE250CA,15KPA75CA,30KPA150A,SMDJ54A,30KPA43A,3.0SMC33A,30KPA198A,AK6-170C,SMDJ160CA,1.5KE7.5A,20KPA180A,3KP14CA,SMA6L85A,SMBJ400CA,P6SMB120A,LCE20A,P6SMB51CA,3KP220CA,P4KE22CA,1.5SMC300CA,AK3-058C,P6SMB300CA,SMCJ220CA,SMF20A,15KPA40CA,1.5SMC530A,P6SMB8.2A,15KPA70A,5KP15CA,1.5KE51A,1KSMB30CA,P6KE100A,1.5SMC39CA,P4SMA56A,P6SMB,V33ZA70PX,P6SMB540CA,1.5KE36CA,SA70CA,SLD,15KPA75A,P6KE36CA,15KPA100A,5KP36A,P6SMB16A,P6SMB300A,20KPA280CA,1KSMB22A,30KPA,5KP200CA,1KSMB43CA,5.0SMDJ130A,SMAJ18CA,SA17CA,1.5KE170CA,20KPA56A,5KP90CA,3KP24A,SMF,SMDJ51A,3KP45CA,5KP190CA,P4SMA170A,04611.25ER,1.5SMC47A,P6SMB15A,SMAJ250CA,SMCJ18CA,P4SMA10A,3KP58CA,1.5KE56A,20KPA160CA,3KP190A,5.0SMDJ30CA,1.5SMC440A,SMDJ120CA,P6SMB91CA,AK10 - 170C,1.5SMC170CA,LCE64A,P4SMA12CA,SA5.0CA,1KSMB24A,P4SMA480CA,5KP24CA,P6SMB16CA,P4SMA11A,3KP22A,SMBJ90A,SMBJ12CA,P4KE530A,SAC8.0,P6SMB13A,SMAJ130CA,SMBJ350CA,SMCJ70A,SAC8.5,SMBJ5.0A,SA48A,P4SMA12A,P4KE39CA,1.5SMC220A,SMCJ100A,P6SMB12A,1.5KE10A,20KPA52A,P4SMA13A,AK6 - 430C,P6KE180CA,P6KE510CA,SMBJ2SCA,P6SMB10A,3KP28A,3.0SMCXXA,5KP7.5CA,1KSMB170A,P4SMA47CA,P6SMB11A,SLD28-018,1KSMB56CA,SMDJ5.0A,SA26CA,30KPA58CA,P6SMB100CA,5.0SMDJ78CA,3KP10CA,1.5KE12A,15KPA18CA,15KPAXXX,P4KE400A,AK15 - 058C,P6SMB58A,SMBJ170A,1.5KE10CA,AK3 - 030C,LCE60A,1KSMB68A,1KSMB20A,P4KEXXXXX,5.0SMDJ43CA,P4SMA15A,1.5KE11A,P6KE,30KPA144CA,15KPA30A,3KP26A,SMA6L5.0A,SMDJ12CA,15KPA78A,30KPA84A,P6KE27CA,5KP33A,P6SMB82CA,15KPA180CA,AK3 - 380C,1KSMB6.8CA,5KP11CA,30KPA36CA,SMBJ5.0CA,20KPA52CA,P4KE6.8CA,P6SMB47CA,SA150CA,1.5SMC250CA,P4SMA480A,P6SMB220CA,SLD17-018,1.5KE540A,1KSMB62A,SMCJ85CA,15KPA26CA,P4SMA130A,15KPA24A,30KPA90A,3KP64A,AK3 - 076C,SLD33-018,P4KE20A,1.5SMC51A,SMBJ78CA,20KPA60A,P4KE68A,SMAJ48CA,SMBJ43CA,5KP33CA,AK15 - 066C,1KSMBXXXXX,P6KEXXXXX-B,SMCJ7.5A,SMAJ400A,SLD36U-017,30KPA71CA,P4SMAXXXXX,SA90A,SMCJ110A,15KPA110CA,30KPA102A,5KP20CA,SMBJ18A,20KPA132A,SA75CA,P4KE62CA,1.5SMC75CA,SMCJ8.5CA,LCEXXXXX-B,P6SMB12CA,SMAJ300CA,3KP6.5A,P6KE220CA,SA40CA,SLD20U-017,P4SMA30CA,1.5KE27CA,15KPA22A,SACXXXX,SMAJ26CA,5KP160A,1KSMB13CA,SACXXXXX,1.5SMC6.8A,20KPA96CA,SLD16U-017,3KP9.0CA,1.5KE510CA,SMAJ-XXXXX,P6KE100CA,P6KE22CA,SMBJ16A,20KPA240CA,SMBJ30CA,1.5SMC56A,5KP28A,SMAJ36A,30KPA108A,P4SMA51A,3KP20A,15KPA28A,SMAJ8.5CA,SMAJ180A,SMBJ440CA,P4KE100A,1.5KE130CA,P4SMA43CA,SMBJ17A,SMBJ120CA,20KPA120CA,5KP8.0A,1.5SMC10A,5KP250A,15KPAXXXXXX,3KP75CA,5KP64CA,SMBJ14A,P6SMB18A,P4SMA56CA,SMAJ13CA,SMDJ16CA,SMBJ130A,1.5SMC130CA,15KPA26A,15KPA48CA,5.0SMDJ36A,AK6-430C,P4KE530CA,P4KE62A,3KP40CA,5KP120CA,SA100A,SMBJ15A,P6KE180A,SMAJ170CA,AK6 - 380C,P4SMA440A,SMBJ9.0A,20KPA56CA,15KPA180A,SMA6L43A,30KPA260CA,SMBJ12A,SMF7.5A,30KPA144A,SMAJ6.0A,P6KE62CA,5.0SMDJ100CA,SMBJ350A,3KP100A,1.5SMC91A,AK6 - 030C,SA7.5CA,SMDJ120A,1KSMB39CA,SMCJ300CA,5.0SMDJ78A,1.5SMCXXXXX,SMCJ7.0A,SMDJ51CA,15KPA22CA,5.0SMDJ30A,5.0SMDJ48CA,SMBJ13A,SACB5.0,1.5KE62CA,SLD15-018,P6SMB43CA,SMCJ170CA,P6KE75A,SMAJ33A,SMCJ54CA,P4SMA220A,30KPA75CA,P4KE480CA,AK3-015C,1.5SMC22CA,AK10 - 430C,5.0SMDJ33A,SMCJ150A,20KPA172A,P6KE6.8A,SMBJ58A,1.5KEXXXXX,5KP70A,SA6.0A,P6SMB30CA,5KP8.5A,SMAJ78A,SLD13U-017,SMAJ30A,5KP120A,5.0SMDJ26CA,SMBJ10A,SMDJ18A,SMBJ11A,5KP51CA,P4KE27A,SMAJ22CA,SMBJ220A,SMCJ6.5CA,SMAJ75A,SMCJ36A,SMAJ100CA,SMDJ60CA,5.0SMDJ75A,LCE26A,P4SMA9.1A,SMDJ17A,SMBJ7.5CA,P4SMA91A,1.5KE100A,P6SMB170A,P6KE30A,3KPXXXXXX,SMCJ45CA,3KP60A,1.5SMC180A,30KPA84CA,SMA6L48A,SMF7.0A,P6KE75CA,P4KE24A,3KP180CA,SMDJ16A,AK10-058C,SMAJ6.5A,SMBJ440A,20KPA30CA,SMCJ10CA,P6KEXXX,SMCJ58CA,SMDJ7.5CA,3KP18CA,SMA6L45A,SMAJ6.5CA,SMBJ200CA,LCE28A,5KP210A,5.0SMDJ17CA,1.5KE18CA,SMDJXXXXX-T7,5KP60CA,P4KE160CA,SMDJ15A,5.0SMDJ70CA,1.5KE320A,SMCJ33A,1.5KE8.2CA,P4SMA350A,P6SMB56CA,AK6 - 076C,P4KE22A,SMBJ54A,P4SMA6.8CA,SMF28A,SMDJ14A,SMDJ8.5A,30KPA216CA,1KSMB130CA,P4KE75CA,P4KE6.8A,1.5KE91A,SA6.5A,5.0SMDJ33CA,SA36CA,AK3-150C,SMBJ,P4SMA9.1CA,P6KE170CA,SMDJ20CA,15KPA30CA,SMF6.0A,15KPA170CA,P4SMA15CA,1.5KE160A,LCE58A,P6SMB68A,SMA6L8.5A,LCE10A,P6SMB110A,30KPA58A,1KSMB9.1CA,P4SMA7.5CA,SMAJ7.5A,3KP6.0CA,5KP64A,SMDJ160A,3KP26CA,SMAJ60A,SMAJ,P4SMA510A,P6KE36A,SMBJ40A,5.0SMDJ70A,1.5KE550CA,LCE11A,SMDJ48A,1.5KE20CA,1KSMB7.5CA,SMCJ7.0CA,SMCJ20A,P4KE3

LITTELFUSE - 选型指南代理服务技术支持采购服务

【选型】汽车电子功能模块抛负载保护TVS、MOV选型

随着汽车成为大众消费品进入千家万户，无论是传统车辆还是新能源PHEV，车辆的长期安全可靠性成为衡量汽车品质的一个重要指标。而保证汽车安全可靠，除了在汽车电子元器件的车规级的认证选型上需要关注之外，对于汽车电子功能模块的保护也越来越重要。本文介绍抛负载保护器件选型以及推荐Littelfuse TVS SLD8S24A和MOV V10E17AUTO、V20E17AUTO用于汽车电子功能模块抛负载保护。

2020-03-09 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

AQ0502-02STG 5 V，1.0 PF，SOT723，单向TVS，低电容ESD保护TVS二极管阵列（SPA®二极管）规格书

描述- 该资料为AQ0502-02STG型单向TVS二极管阵列（SPA®二极管）的数据手册。它提供低电容、双通道保护，适用于可能遭受破坏性静电放电（ESD）的电子设备。具有典型电容1.0 pF，可确保在最具挑战性的消费电子产品接口上保持优异的信号完整性。

型号- AQ0502-02STG

02/22/24 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务

【选型】为RS232串口数据线（TxD、RxD、GND）通信选择合适的TVS管

RS232通信一般由三条数据线组成，即TxD、RxD和GND，为保证RS232串口数据通信免受ESD影响，一般需要在TxD与GND、RxD与GND间加入一颗TVS管做ESD防护设计，本文推荐选用高性能版littelfuse的双向TVS管SPHV15-01ETG-C，或者选择低成本版高特双向TVS管GSD15C，两者的最大反向工作电压均为15V，均为小尺寸贴片封装，均可满足设计需求。

2019-08-20 - 器件选型

【产品】防雷击的TVS二极管，保障CAN总线通信安全

内含两个双向TVS管，泄露电流低至0.1uA，钳位电压极低。

2017-03-07 - 新产品代理服务技术支持采购服务

AQ0502-02RTG 5V，1.0pF，SOT523，单向TVS，低电容ESD保护TVS二极管阵列（SPA®二极管）规格书

描述- 该资料为Littelfuse公司生产的AQ0502-02RTG型号单向TVS二极管阵列（SPA®二极管）的数据手册。该产品提供低电容、双通道单向保护，用于防止电子设备遭受破坏性的静电放电（ESD）。其典型电容为1.0pF，适用于信号完整性要求高的消费电子产品接口，如USB2.0、10/100/1000以太网和显示端口。

型号- AQ0502-02RTG

02/22/24 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务

【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。

2019-08-21 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

AQ3522-01FTG，0.15pF 22kV双向TVS二极管

描述- 该资料介绍了SP3530 AQ3522-01FTG型双向TVS二极管，这是一种用于保护电子设备免受破坏性静电放电（ESD）的超低电容二极管。它能够在不降低性能的情况下吸收超过IEC 61000-4-2国际标准规定的最大水平（级别4，±8kV接触放电）的重复ESD冲击。这种二极管的超低负载电容器使其非常适合保护高速信号引脚，例如V-By-One、HDMI、USB3.0和USB2.0。

型号- AQ3522-01FTG

2020/9/29 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

AQ3522-01FTG，0.15pF 22kV双向TVS二极管

描述- 该资料介绍了SP3530 AQ3522-01FTG型号的TVS二极管阵列（SPA®二极管），这是一种用于保护电子设备免受破坏性静电放电（ESD）的超低电容二极管。它能够在不降低性能的情况下吸收超过IEC 61000-4-2国际标准规定的最大水平（级别4，±8kV接触放电）的重复ESD冲击。这种二极管的超低负载电容器使其非常适合保护高速信号引脚，如V-By-One®、HDMI、USB3.0和USB2.0。

型号- AQ3522-01FTG

2020/9/29 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务

AQ3522-01FTG，0.15pF 22kV双向TVS二极管

描述- 该资料介绍了SP3530 AQ3522-01FTG型号的TVS二极管阵列（SPA®二极管），这是一种用于保护电子设备免受破坏性静电放电（ESD）的超低电容二极管。它具有高ESD防护能力，适用于高速信号引脚的保护，如V-By-One、HDMI、USB 3.1/3.0/2.0接口等。

型号- AQ3522-01FTG

2020/9/29 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务

AQ3522-01FTG，0.15pF 22kV双向TVS二极管

描述- 该资料介绍了SP3530 AQ3522-01FTG型号的TVS二极管阵列（SPA®二极管），这是一种用于保护电子设备免受静电放电（ESD）破坏的超低电容二极管。它能够在不降低性能的情况下吸收超过IEC 61000-4-2国际标准规定的最大水平（级4，±8kV接触放电）的重复ESD冲击。这些二极管的超低负载电容器使其非常适合保护高速信号引脚，如V-By-One®、HDMI、USB3.0和USB2.0。

型号- AQ3522-01FTG

2020/9/29 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SZ1SMA系列表面贴装TVS二极管

描述- 该资料介绍了Littelfuse公司生产的SZ1SMA系列表面贴装瞬态抑制二极管（TVS）。这些二极管旨在保护电压敏感组件免受高电压、高能量瞬变的损害。它们具有优异的钳位能力、高浪涌能力、低齐纳阻抗和快速响应时间。适用于通信系统、汽车、数控、过程控制、医疗设备、商业机器、电源和其他工业和消费类应用。

型号- SZ1SMA14AT3G,SZ1SMA10CAT3G,SZ1SMA24CAT3G,SZ1SMA16CAT3G,SZ1SMA9.0AT3G,SZ1SMAXXAT3G,SZ1SMAXXCAT3G,SZ1SMA40AT3G,SZ1SMA90AT3G,SZ1SMA75AT3G,SZ1SMA40CAT3G,SZ1SMA58AT3G,SZ1SMA33CAT3G,SZ1SMA78CAT3G,SZ1SMA150AT3G,SZ1SMA6.0AT3G,SZ1SMA15AT3G,SZ1SMA24AT3G,SZ1SMA48CAT3G,SZ1SMA20AT3G,SZ1SMA110AT3G,SZ1SMA170AT3G,SZ1SMA8.5AT3G,SZ1SMA33AT3G,SZ1SMA45CAT3G,SZ1SMA16AT3G,SZ1SMA SERIES,SZ1SMA51AT3G,SZ1SMA18CAT3G,SZ1SMA15CAT3G,SZ1SMA18AT3G,SZ1SMA48AT3G,SZ1SMA12CAT3G,SZ1SMA70AT3G,SZ1SMA78AT3G,SZ1SMA20CAT3G,SZ1SMA17AT3G,SZ1SMA26CAT3G,SZ1SMA22AT3G,SZ1SMA13CAT3G,SZ1SMA58CAT3G,SZ1SMA60AT3G,SZ1SMA36AT3G,SZ1SMA30CAT3G,SZ1SMA10AT3G,SZ1SMA43CAT3G,SZ1SMA22CAT3G,SZ1SMA36CAT3G,SZ1SMA120AT3G,SZ1SMA45AT3G,SZ1SMA11AT3G,SZ1SMA28AT3G,SZ1SMA54AT3G,SZ1SMA28CAT3G,SZ1SMA60CAT3G,SZ1SMA70CAT3G,SZ1SMA8.0AT3G,SZ1SMA6.5AT3G,SZ1SMA85AT3G,SZ1SMA12AT3G,SZ1SMA5.0AT3G,SZ1SMA43AT3G,SZ1SMA160AT3G,SZ1SMA30AT3G,SZ1SMA130AT3G,SZ1SMA13AT3G,SZ1SMA26AT3G,SZ1SMA100AT3G

12/18/20 - LITTELFUSE - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SESD系列增强型ESD分立式TVS TVS二极管阵列（SPA®二极管）

描述- 该资料介绍了Littelfuse公司的SESD系列增强型静电放电（ESD）瞬态电压抑制二极管（TVS）。这些二极管提供超低电容的单向和双向ESD保护，适用于高速串行接口。它们具有极低的漏电流和动态电阻，适用于USB 3.1、HDMI 2.0、DisplayPort、Thunderbolt和V-by-One等消费电子接口。

型号- SESD0402X1UN-0030-088,SESD0201X1BN-0015-096,SESD SERIES,SESD0201X1UN-0030-088,SESD0402X1BN-0015-096,SESDXXXXX1XN00XX-XXX

04/15/20 - LITTELFUSE - 数据手册 - Revised: 04/15/20 代理服务技术支持采购服务