【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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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

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