【经验】如何整改设施管理系统ESD静电雷击浪涌TVS管及放电管组合

时间： 2022-09-08 来源：优恩半导体官网

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客户产品为智能设备监控单元，专门为各类分布式机房、数据中心设计的设施管理系统，对机房的电力、空调、环境、门禁等数据进行精确、快速、可靠的监控管理，及时响应机房内各种事件并通知机房管理人员，为机房的安全运营提供持续可靠的支撑，可广泛应用于一线互联网公司、电信运营商、数据中心运营商的数据中心。

产品需通过IEC61000-4-5标准的8/20μs差模±2kA、共模±3kA的测试要求，该产品AC220V电源供电，信号端口有RJ45网口、串口、DI、DO、AI端口，产品测试实物如下图：

图 1

整改过程：

1.先进行以太网接口差模2kA，共模3kA测试，客户整改前原理图如下所示：

图 2

测试过程中，出现异常的炸裂声响，分析发现是客户选用的封装为1206的PPTC器件炸裂损坏导致，故做如下整改处理，把网变初级端PPTC短接处理，且在网变次级ESD器件的后端串联一个4.7Ω的小贴片电阻，测试通过，具体如下图所示：

2.RS485端口浪涌测试，客户整改前原理图如下所示：

图 3

测试差模2kA时，产品无异常，共模3kA时，出现异常炸裂声响，随即分析情况，检查器件均无异常情况，且PCB板上并无明显异常，但此时数据传输已经异常，故进一步判定PCB走线通断情况，发现线路断路异常，进一步拆掉座子发现由于PCB布线的原因，前段大电流迴路上有过孔路径，过孔通流不够导致炸裂，炸裂如下图所示：

图 4

3.DO、DI测试无异常，原理图如下所示：

图 5

4.AI测试无异常，原理图如下所示：

图 6

经如上整改措施，产品最终通过测试。

分析总结：

●网口防护电路在变压器的初级迴路，不建议加ESD保护器件，如若线路上面确需串电阻建议使用大封装的规格，如2510封装的电阻，可以再网变次级ESD后端的差分对上面串联小电阻，阻值不建议超过5.1Ω；

●针对这种能量较大的雷击浪涌防护，一定要注意PCB浪涌电流回来的布线的线径，建议1kA的浪涌电流线径至少15mil以上；

●若放电管、压敏电阻前段PCB走线处一定需要涉及过孔布线时，需注意过孔孔径或者通过多加过孔处理，尽量避免前端大电流迴路上加过孔；

●串口485电路的次级保护或者单级可以使用2pcs对地的单向TVS管，节约一个防护器件的成本。

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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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SERIES,14D751KSC,SMD1812-300-16V,SM8Z28A,SMDJ19,ESD12V52D-HA,SMDJ18,SMDJ17,SMDJ16,TPSMB10J16CA,SMDJ15,TPSMBJ,SMDJ14,TPSMB56CA,SMDJ13,SMDJ12,SMDJ11,SMDJ10,SMCJ36A,SMD0805-010-30V,P6KE30,32D621KJ,SMCJ36C,SA190CA,5.0SMDJ75C,5.0SMDJ75A,UNA-SMD,15SMBJ160CA,SMF54CA,TPSMA6J18A,P4SMA91A,P6KE27,TPSMAJ,P6SMB170A,P0300DM,UN1812-390HS,P6KE24,P6KE22,P6KE43,SMCJ45CA,UN3E8-200HSMD,UN0603E,P6KE75CA,P0300EA,P0300EB,P0300EC,P6KE39,TPSMA6J19A,UN2H8,P6KE36,TCF03025U12002A SERIES,P6KE33,10SMBJ64A,SMCJ58CA,P6KE51,TPSMBJ110CA,SMDJ180CA-AT,25D511KJ,SMD1206-300,SMDJ7.5CA,TPSMA75A,UN1812-270HS,5.0SMDJ17A-AT,1.5KE18CA,14D201KJ,UN30-110,BLC03C-4,UN2K8-350L-2,5.0SMDJ70CA,UN2E5,UN2K8-350L-1,SMCJ33A,P6KE47,SMCJ33C,TPSMA6J16A,UN2E8,UN2E8-150HL,P4SMA350A,P6KE62,P4SMA6.8CA,ESD03V23T-LC,ESD03V23T-LA,ESD08V52D-A,15SMBJ180A,14D301K,10SMBT30A,P6KE56,ESD08V52D-C,TPSMA6J17A,5.0SMDJ33CA,UNS3K,UN2E6-SMD SERIES,UN1812-390H,TPSMDJ24CA,20D361K,40D361KJ,4.0SMF13CA,SMDJ160A,SMBJ160CA-AT,TP5.0SMDJ28A,

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TVS管：电子设备的“护身符”！瞬间抵挡雷击与电涌，你的设备有它

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技术探讨发布时间 : 2024-10-22

优恩半导体（UN Semiconductor）于1994年成立于台湾，专注于ESD静电保护、雷击浪涌保护器件及串口芯片，设有专业的EMC测试整改中心。优恩半导体的ESD、TVS、GDT、MOV、放电管、通信芯片等产品广销全球20多个国家。

ESD静电二极体（ESD）瞬态抑制二极体（TVS）陶瓷气体放电管（GDT）半导体放电管（TSS）玻璃放电管（SPG）压敏电阻（MOV）贴片压敏电阻（MLV）自恢复保险丝（PPTC）熔断保险丝 RS485通讯芯片 RS232通讯芯片 CAN通讯芯片电源保护模组信号保护模组防雷型RJ45网路连接器高速静噪虑波器磁珠高压整流二极体小信号肖特基二极体小信号开关二极体稳压二极体 MOS管双极型电晶体电源管理芯片电源隔离模组信号隔离模组

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【技术】解析MOV压敏电阻的两大电路防护作用

压敏电阻中电阻的材料为半导体，因此压敏电阻其实也属于一种半导体电阻器。MOV压敏电阻作为一种防护器件，你知道它在电路中发挥着什么样的作用吗？现在本文优恩半导体就带你了解MOV压敏电阻的两大电路防护作用。

技术探讨发布时间 : 2022-10-14

介绍压敏电阻的特点及应用

压敏电阻（Varistor）是一种电压敏感型电阻元件，当施加的电压超过其额定值时，电阻迅速减小，从而起到过电压保护作用。它广泛应用于电子设备中，防止电路因瞬态电压、浪涌电流或雷击等引发的损坏。本文中优恩半导体来为大家介绍压敏电阻的特点及应用，希望对各位工程师朋友有所帮助。

技术探讨发布时间 : 2024-10-19

【技术】解析压敏电阻的生产过程

压敏电阻是一种具有特殊性质的电阻器件，它可以在电压变化时产生电阻值的变化，从而起到保护电路的作用。其特殊的电阻性质决定了它具有抗静电、耐高温和高电压等特点，因此在电子、通信、汽车等领域得到了广泛应用。本文优恩半导体介绍压敏电阻的生产过程。

技术探讨发布时间 : 2023-04-11

【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

【元件】优恩全新推出面向USB3.1/HDMI2.1等高速数据接口EOS/ESD静电保护器件

优恩半导体全新推出面向USB3.1/HDMI2.1等高速数据接口EOS/ESD静电保护器件，采用深回扫（Deep Snap Back）工艺，有效降低TVS管VC残压值。采用CSP封装技术，大幅降低了TVS管电容值。小体积：DFN0603、DFN1006封装。

产品发布时间 : 2024-10-15

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