一文教你如何让以太网通信接口通过IEC61000-4-5雷击浪涌试验测试
工业变频器通过以太网通信的方式可以实现多台变频器远程监控，但是，以太网通信信号线经常受到周围高压电缆电磁干扰产生的浪涌电流冲击，轻则导致以太网通信传输数据不准确，重则出现以太网接口烧毁的风险。为提升以太网通信接口的电磁兼容性（EMC）防浪涌能力达到国际认证的安全设计要求，需要通过IEC61000-4-5雷击浪涌试验测试。
何为IEC61000-4-5雷击浪涌试验测试？
IEC61000-4-5是用组合波来描述浪涌脉冲，即同一发生器可以产生1.2/50μs的电压脉冲波形（发生器输出为开路）和8/20μs的电流脉冲波形（发生器输出为短路），具体可参考如下图1、图2所示，而IEC61000-4-5浪涌试验等级的规定参考如下表1。
图1：IEC61000-4-5 1.2/50电压脉冲波形
图2：IEC61000-4-5 8/20电流脉冲波形
表1：IEC61000-4-5浪涌试验等级
说明：室内应用环境下不需要做等级4实验，表1中的试验电压包括正负两种电压，对于以太网这种高度平衡线而言，不需要做线-线测试（差模试验），只需做线-地测试（共模试验）。
以太网通信接口的防浪涌保护设计
以太网通信接口为通过IEC61000-4-5浪涌测试，可以考虑在以太网通信电路中加入保护器件，如气体放电管、压敏电阻、TVS管等，但是气体放电管的响应时间太慢（μs量级）、残压太大，当浪涌来临时不能及时响应无法做到及时防护；而压敏电阻具有高结电容（数千pF）特性，不能直接并联在以太网通信线上，否则将影响数据传输的速率和数据的精准性。故气体放电管和压敏电阻均不能直接用于以太网通信保护。
而TVS管具有极快的速响速度（达ps量级），可迅速进入反向导通状态，将电路的电压箝位在所要求的安全数值上，从而有效的保护电子线路中精密元器件免受损坏；当干扰脉冲过去后，TVS管又转入反向截止状态。故TVS管的速度可满足防护设计要求，如果还具备可吸收高浪涌电流能力，那么可以实现以太网接口防浪涌保护设计。
针对如上的需求，这里推荐一款LITTELFUSE公司推出SLVU2.8-4BTG TVS阵列，其主要电性参数参考如下图3所示，最大反向工作电压VRWM为2.8V，最大钳位电压VC为15V，二极管电容量CD最大值为2.5pF，最大反向漏电流ILEAK为1μA。
图3：Littelfuse SLVU2.8-4BTG TVS阵列主要电性参数
Littelfuse SLVU2.8-4BTG TVS阵列最大绝对参数，可参考如下图4所示，可承受的峰值脉冲功率（tp=8/20μs）为600W，可承受的峰值脉冲电流为40A，在峰值脉冲下的钳位电压为600W/40A=15V，而可承受的峰值脉冲电流达40A是通过IEC61000-4-5测试认证标准的。
图4：Littelfuse SLVU2.8-4BTG TVS阵列通过IEC61000-4-5过流测试（tp=8/20μs）
最后，总结下Littelfuse SLVU2.8-4BTG TVS阵列竞争优势：
² 通过IEC61000-4-5雷击40A（8/20μs）浪涌防护测试认证
² 通过IEC61000-4-2 ESD ±30kV contact, ±30kV air测试认证
² 通过IEC61000-4-4 FET 40A（5/50ns）测试认证
² 单个TVS管容值最高仅2.5pF
² 漏电流低至1μA（@VRWM=2.8V）
² 世强常备库存，供货、交期、价格均具有竞争优势
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