【选型】新电元压敏浪涌吸收器KL3Z18替代PESD0603-240电压钳位器，提高车载以太网端口的抗静电等级
压敏浪涌吸收器（压敏电阻）属于电压钳位器件，它在低电压下具有高阻抗类似处于断开状态，但在高电压下其阻抗大幅度下降，压敏电阻是双向保护器件，具有很宽的电流和电压保护能力，且比TVS（瞬态抑制二极管）能承受的电流电压范围更宽、价格更低，可用于保护汽车电子产品的CAN、LIN、Flexray、Ethernet等诸多总线免受静电放电（ESD）和其它过压瞬变造成的线路损坏。笔者设计的一款汽车音响其Ethernet端口加载了TE connectivity的TVS产品PESD0603-240，但依然被ESD打坏，经过对新电元的压敏电阻进行选型并加载到汽车音响上跟PESD0603-240进行对比测试，得出新电元的压敏电阻产品KL3Z18，其抗ESD等级更高，能有效保护车载Ethernet线路免受ESD能量破坏。
Ethernet接口电路
本案例中车载音响系统中Ethernet总线接口电路如图1所示，其左侧为Ethernet芯片，右侧为Ethernet接口，Z4001、Z4002（使用的是TE Connectivity的TVS管PESD0603-240）靠近接口放置以便ESD能量能通过TVS就近快速的释放到PCB的大地；两颗电容C4020和C4021跟TVS的作用类似，也具有抑制ESD的作用，但其没有TVS的作用大，仅作为TVS的补充，同时它也具有抑制辐射噪声的作用；C4024、C4025是隔直电容，仅有交流有用信号能通过。
图1 Ethernet线路图
针对这款车载音响娱乐系统执行EMC测试，当打ESD ±25KV空气放电时Ethernet芯片损坏，以太网网络功能丧失，量测Ethernet差分线PIN对地电阻，发现它们均对地短路，怀疑是TVS管保护等级不足，没有起到足够的保护作用，接下来先弄清楚此TVS最高能保护抵抗ESD多少千伏电压，于是换上新的Ethernet芯片后重新测试，从±15KV空气放电开始测试，发现±23KV的时候Ethernet芯片又损坏了，可见这颗TVS能保护的等级只能到±22KV。
当Z4001、Z4002从TVS管换成新电元的压敏电阻产品KL3Z18后，可以通过法规要求的±25KV ESD等级测试，为了避免个体差异现象，我们又拿了两台样机都换上KL3Z18，接着进行测试，结果均通过了25KV的ESD测试。
为何KL3Z18的静电保护性能要好于这里使用的这款TVS？
我们截取两者的详细参数进行对比，表1是电压钳位器PESD0603-240的电气参数：
表1 电压钳位器PESD0603-240的电气参数
以下为该TVS管的温度特性和ESD等级的参数截图，另外，此TVS最大的通流能力为8A。
表2和表3是新电元压敏电阻产品KL3Z18的电气参数表和额定参数表：
表2 KL3Z18电气参数
表3 KL3Z18额定参数
通过对比我们发现，漏电流、温度特性两者都差不多，差异点主要有两点：一是TE Connectivity 的PESD0603-240其通流能力只有8A，而是新电元压敏电阻产品KL3Z18的通流能力最小也有30A，大大高于TE Connectivity的TVS；二是钳位电压PESD0603-240是24V，而新电元压敏电阻产品KL3Z18钳位电压只有15.5V，在更低的电压就可以钳位。
通过对比，情况十分明了，新电元压敏电阻产品KL3Z18具有更高的通流能力，也具有更低的钳位电压，它能在更低的电压距能起作用把高压钳位在较低的电压幅度，也能把更多的电流瞬间导到大地，从而干净完整的把过压过流噪声旁路掉，因此KL3Z18具有更高的抗静电等级，加上价格比TVS更低，因此它是车载电子产品Ethernet线路ESD保护的优先选择器件。
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