【选型】比起NXP PESD1CAN，使用TVS管SP3022-01ETG有效提升USB2.0端口的BCI抗扰能力

时间： 2020-01-17 来源：世强

代理服务

技术支持

采购服务

瞬态电压抑制二极管（TVS）是一种抑制有害高压脉冲的小型器件，当它的两端经受瞬间的高压冲击时，能以亚纳秒的速度把其自身两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流到大地，从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，以保护后面的电路免受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

不同的TVS适用于不同电路，甚至不同的TVS适用于卖给不同客户的相同电路（原因是不同的客户对可靠性的要求不同），因此TVS的选型对电路设计者来说至关重要，本文通过一款汽车音响设计案例来对此进行说明。

这款车载音响产品中USB2.0总线的接口电路如下，图1的左侧为接口，右侧为USB OTG模块（此模块内嵌于SOC中），用于和外部的产品进行消息的处理和收发。图中红圈位置是NXP的双通道TVS，型号为PESD1CAN，它靠近接口放置以便高压脉冲能量能通过它自身就近快速的释放到产品主板的地。

图1 USB2.0电路图

上图的USB2.0电路，当执行大电流注入（BCI）测试时USB2.0通讯中断，BCI测试停止时需要手动插拔U盘后通讯才能恢复，BCI的测法是把干扰电流通过耦合夹耦合到产品的线缆上（USB2.0线属于车载音响的线缆之一），因走线有阻抗（芯片输入阻抗），当沿着线缆进入产品内部芯片时就形成了高压脉冲形成干扰，通用的BCI法规如图2所示。

图2 通用汽车BCI法规

经过仔细分析后，笔者换上LITTELFUSE的单通道TVS产品SP3022-01ETG重新进行测试（换上SP3022-01ETG后的电路图如图3所示），结果如预期那样，可以通过通用汽车BCI测试，为了避免个体差异现象，我们又拿了两台样机都换上SP3022-01ETG，也无一例外的通过了通用汽车BCI测试。

图3 换上SP3022-01ETG后的USB2.0电路

为何会有这样的不同结果？

我们首先来比较下才有上述不同TVS后电路图的布线区别（见图4图5），可以看到采用单通道TVS管SP3022-01ETG时USB2.0的差分线是完全对称分布的，而采用NXP 双通道TVS管PESD1CAN时USB2.0的差分线无法做到对称分布，因此其阻抗会发生变化，信号质量会变差，噪声余量变小，加上走线对称性变差，在外界BCI高压脉冲的干扰下信号质量会恶化从而引起抗干扰性能下降，这是导致BCI测试中USB2.0通讯中断的原因之一。

图4 USB2.0布线图（采用NXP 双通道TVS管PESD1CAN）

图5 USB2.0布线图（采用单通道TVS管SP3022-01ETG）

再来对比下两者的参数：

图6 TVS参数对比

通过对比我们发现，两种TVS的峰值电流一样，2颗0402的SP3022-01ETG跟1颗SOT23的PESD1CAN尺寸也差不多，差异点主要有三点：

（1）电容量：PESD1CAN的电容量11pF，而Littelfuse的这款SP3022-01ETG只有0.35pF，这么低的电容量可以最小化对信号质量的影响；

（2）击穿电压：SP3022-01ETG的击穿电压只有9V，远远小于PESD1CAN的24V，这使得SP3022-01ETG在更低的电压脉冲时就开始起作用对噪声电流进行泄放；

（3）钳位电压：PESD1CAN是40V，而Littelfuse的这款TVS产品钳位电压是12V，在更低的电压就可以钳位。

通过以上三点对比再加上前面的布线情况对比可以很清楚的看到，Littelfuse的这款TVS产品SP3022-01ETG，在BCI抗扰方面具有更好的优势，是车载音响USB2.0线路BCI保护的首选器件。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由清风提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（0）

暂无评论

【选型】如何巧妙选择瞬态电压抑制二极管，改善CAN端口的BCI抗扰能力

如何巧妙选择瞬态电压抑制二极管，改善CAN端口的BCI抗扰能力，本文通过一款汽车音响（客户为通用汽车）CAN电路设计案例来对此进行说明。Littelfuse的这款TVS产品SM24CANB-02HTG，在BCI抗扰方面具有更好的优势，是车载音响CAN线路BCI保护的首选器件。

2018-10-17 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

【选型】TVS阵列SP1004U-ULC-04UTG替代ESD7004MUTAG，提升车载USB3.0抗静电等级

笔者设计的一款车载音响其USB3.0总线端口为抑制ESD，在其输入输出总线上加了安森美的TVS阵列ESD7004MUTAG，但在ESD实验中USB3.0的信号端口被打坏，经对比分析选用了Littelfuse（力特）的TVS阵列SP1004U-ULC-04UTG替代ESD7004MUTAG后可以通过客户要求，因此SP1004U-ULC-04UTG在ESD防护上更具优势。

2018-10-12 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

【选型】实例告诉你何种TVS可以提高汽车音响系统CAN总线抗静电等级

本文通过一款汽车音响的实际案例，对Littelfuse的TVS管进行选型并跟其他家的产品进行对比测试，得出Littelfuse的TVS产品SM24CANA-02HTG，其抗ESD等级更高，是车载音响系统CAN总线ESD保护的首选。

2018-05-30 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

【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

12V车载电源抛负载TVS 怎么确定TVS功率

您好，12V车载电源抛负载TVS选型，可以参考文章：【经验】简析汽车抛负载测试标准ISO7637-2和ISO-16750-2，如何选择一款TVS管帮助通过这两项测试，计算链接：【经验】如何通过公式计算给出ISO7637-2和ISO16750-2 5a 5b过抛负载测试的TVS管参数选型；建议使用力特SLD8S24A

2020-05-21 - 技术问答代理服务技术支持采购服务

【技术浅谈】TVS的选型计算你做对了吗?（续）

TVS的选型计算介绍。上一篇写的计算方法针对的是单次的浪涌，比如Surge test一般两次浪涌之间会有30~60 s的间隔时间，这意味着TVS有足够的时间去把吸收的浪涌能量给耗散掉，不会因为热累积而导致TVS温度过高而损坏。但是，现实中还有一些情况是会有重复浪涌的。

2024-09-07 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

DO-214AA和DO-214AC封装TVS标准产品PCN报告

描述- 本报告主要针对DO-214AA和DO-214AC封装的TVS STD产品进行第二片晶圆来源和额外EMC来源的认证。报告详细介绍了产品的物理、电气和可靠性测试结果，包括参数测试、可靠性测试和电学特性总结。测试结果显示，第二片晶圆来源和额外EMC来源均符合规格要求，并已通过认证，可用于生产。

型号- P4SMA16A,SMAJ6.0CA,1.5SMB39CA,SMAJ40CA,SMA6J78CA,1KSMB110A,SMBJ8.5CA,SMBJ51A,SMBJ45CA-SA-GT3,SMBJ75A,P6SMB56A,SMAJ60CA-N,SMBJ100CA-N,SMBJ8.0A-23-TR70,SMAJ48CA-23-TR70,SMBJ12CA-SA-GT3,SMAJ120A,SMAJ110CA,SMAJ51CA,SMBJ400A-37,P6SMB30A,SMBJ5.0A-012,P6SMB62CA,SMAJ250A,P4SMA,SMAJ350CA,P4SMA530CA,P4SMA8.2CA,SMAJ13CA-23-RG70,SMAJ64CA,1KSMB7.6A,P4SMA18A,SMA6J54CA,1KSMB8.2CA,SMA6J7.0A,SMAJ8.0A,P4SMA16CA,SMBJ8.5CA-KF,P6SMB100A,SMBJ48CA-23-TR70,SMBJ300A,SMBJ150CA,P4SMA91CA,SMAJ70A,SMBJ6.0CA-SA-GT3,SMAJ75CA,P6SMB400CA,SMA6J43CA,1KSMB9.1A,SMBJ15CA-KF,SMA6J40A,SMBJ16CA,SMA6J64A,SMBJ6.0CA-37,P4SMA27CA,P6SMB170CA,SMBJ120A-23-TR70,SMAJ10CA-23-TR70,SMBJ33A-T7,SMA6J45A,SMBJ7.5CA-23-TR70,P6SMB75A,P6SMB51A,1KSMB160CA,SMA6J5.0A,P6SMB75CA,SMBJ170CA,SMA6J22A,SMBJ16A-23-TR70,P6SMB9.1CA,SMAJ100A,1KSMB27A,1KSMB7.5A,P4SMA300A,SMAJ30A-N,P6SMB250A,SMAJ5.0A-23-TR70,SACB7.0,P4SMA160CA,1KSMB130A,P6SMB7.5CA,SMA6J43A,P4SMA82CA,SMAJ7.0CA-23-RG70,SMAJ18A-23-RG70,SMAJ150A-L,SMBJ400CA,SMBJ36A-GT3,P6SMB120A,SMA6J10CA,P6SMB51CA,SMBJ7.5CA-SA-GT3R,P4SMA18CA,P6SMB6.8A,P4SMA540A,P6SMB300CA,SMAJ90A,SMBJ14CA,SMBJ70A,SMA6J45CA,P6SMB8.2A,SMA6J20A,SMAJ7.0CA,SMBJ48A-23-RG70,SMAJ8.5A,1KSMB30CA,P4SMA550CA,P4SMA56A,P6SMB,SMBJ33CA-MN,P6SMB540CA,SMA6J36CA,SMAJ18CA-23-TR70,P6SMB16A,P6SMB300A,1KSMB22A,SMBJ130CA,1KSMB62CA-N,1.5SMB39A,1KSMB43CA,SMAJ18CA,SMBJ45CA-SA-GT3R,P4SMA33A,SMAJ28A-23-TR70,SMBJ36CA,P4SMA170A,SMBJ5.0A-23-TR70,P6SMB39A,P6SMB15A,SMAJ250CA,1KSMB150A,P6SMA440CA-L,1KSMB47A,SMBJ7.5CA-GT3,SMBJ15CA-ER,P4SMA10A,P6SMB27CA,SMAJ60CA,SMA6J7.5CA,SMA6J58CA,P6SMB91CA,SMA6J12CA,P6SMB200CA,P4SMA12CA,P4SMA480CA,1KSMB24A,P6SMB16CA,P4SMA11A,SMBJ14CA-23-TR70,SMBJ90A,SMBJ12CA,SMBJ58CA,P6SMB13A,SMBJ17CA-23-TR70,SMBJ36A-23-RG70,SMAJ130CA,SMBJ350CA,SMBJ100A-ER,SMBJ5.0A,P4SMA12A,P4SMA36A,P6SMB75A-N,SMA6J85A,P6SMB36A,SMAJ16CA,P6SMB12A,P4SMA36CA,SMAJ5.0CA,SMBJ11CA-54,P6SMA440A-IE,P4SMA13A,SMAJ14A-,P6SMB10A,1KSMB170A,P4SMA47CA,P6SMB11A,SMAJ150CA,1KSMB56CA,P4SMA250A-SF,1KSMB10CA,1KSMB43A,P6SMB100CA,SMAJ8.0CA-23-TR70,SMBJ45CA,P6SMB58A,1KSMB180CA,SMA6J8.5CA,SMBJ170A,SMA6J14CA,SMBJ10CA,P6SMB540A,1KSMB68A,SMBJ6.0CA-23-RG70,SMBJ58A-ER,1KSMB20A,P6SMB18CA,P4SMA15A,SMAJ300A,SMAJ36CA-LC,P4SMA39A,SMAJ150A-23-RG70,SMA6J60A,SMBJ250CA,P6SMB82CA,P6SMB33A,P6SMB400A-102,P4SMA20CA-54,SMAJ6.5CA-23-TR70,P6SMB440CA,1KSMB7.6CA,1KSMB6.8CA,SMAJ36CA-54T7,1KSMB18CA-DH,SMBJ5.0CA,P6SMB47CA,1.5SMB43A,SMBJ220CA,P4SMA480A,SMAJ200CA-54T7,SMAJ14A-23-TR70,P6SMB220CA,SMBJ48A-SA-GT3,SMAJ16A,1KSMB24CA,1KSMB62A,P4SMA130A,P6SMB36CA,SMBJ78CA,SMA6J18CA,1.5SMB20CA,SMAJ48CA,SMBJ43CA,SMBJ170A-SA-GT3R,SMBJ5.0CA-KF,SMAJ17A,SMBJ440CA-23-RG70,SMAJ7.5CA,SMAJ22A-23-TR70,SMAJ13CA-23-TR70,SMBJ45CA-23-TR70,P4SMA110CA,1KSMB110CA,SMBJ9.0A-23-TR70,SMBJ33CA-0028,SMBJ7.0A,SMAJ400A,SMA6J16CA,1.5SMB100CA,SMBJ54CA,SMAJ15CA,SMBJ18A,SMAJ14A,SMBJ150A,SMAJ90CA,SMAJ24A-N,P6SMB12CA,P6SMB58CA,1.5SMB20A,SMAJ300CA,SMAJ15A-54T7,P6SMB440A-101,P4SMA30CA,SMAJ26CA,SMBJ100CA,1.5SMB68A,SMA6J7.0CA,SMAJ15A,1KSMB13CA,1KSMB,SMA6J100A,P6SMB120CA,1.5SMB23A,SMBJ26A-23-TR70,MSMBJSAC5.0,1KSMB82A,1.5SMB33CA,SMBJ16A,SMBJ30CA,1.5SMB47A,SMAJ36A,SMAJ12A,P4SMA51A,P4SMA75A,1.5SMB22A,SMA6J90A,SMAJ8.5CA,SMBJ10A-23-TR70,SMAJ180A,P4SMA150A,SMBJ440CA,1.5SMB68CA,1.5SMB22CA,P4SMA43CA,SMBJ17A,SMAJ15CA-23-TR70,SMAJ13A,SMBJ120CA,SMBJ70CA-ER,SMAJ18A-23-TR70,SMBJ18CA-23-TR70,SMBJ14A,SMBJ5.0CA-23-TR70,P6SMB18A,SMAJ13CA,P4SMA10CA,SMAJ100CA-23-TR70,P4SMA56CA,SMAJ7.0A-23-TR70,SMAJ15A-23-TR70,SMBJ28CA-ER,SMAJ58A,SMBJ130A,SMAJ10A,SMA6J60CA,1KSMB15CA,SMBJ7.5A,SMBJ7.0CA-23-TR70,SMA6J8.0CA,SMBJ15A,SMAJ24CA,SMAJ400CA,SMAJ170CA,1.5SMB24A,P6SMB440CA-L,SMAJ11A,P4SMA30A,P4SMA440A,SMA6J120A,SMA6J51CA,SMBJ9.0A,SMBJ6.0A-54,SMA6J6.0CA,SMBJ58CA-37,SMBJ12A,SMBJ16CA-23-RG70,SMAJ200CA,SMAJ8.5CA-23-TR70,SMBJ36A,P6SMB150A,SMBJ24CA-23-TR70,SMAJ6.0A,SMAJ33CA,SMBJ6.0CA-SA-GT3R,SMBJ350A,1.5SMB82A,SMBJ6.5CA,P4SMA550A,SMA6J26A,SMA6J40CA,1KSMB39CA,P6SMB82A,1.5SMB24CA,SMAJ160A,SMBJ13A,SMBJ85CA,SACB5.0,P6SMB43CA,1KSMB150CA,SMAJ33CA-54T7,SMAJ33A,P4SMA220A,SMBJ6.0A-23-TR70,SMAJ40CA-23-TR70,SMBJ58A,SMBJ22CA-23-TR70,SMAJ85A-L,SMAJ11CA,SMBJ110A,P6SMB30CA,SMBJ220A-L,SMBJ75CA-23-TR70,SMAJ78A,SMBJ300CA,SMAJ54A,SMAJ30A,SMA6J24A,SMBJ5.0A-54,SMA6J48A,SMBJ11CA-SA-GT3R,SMBJ10A,SMBJ36A-23-TR70,SMA6J8.5A,P6SMB8V2CA,SMAJ440CA,SMBJ11A,P6SMB480CA,SMAJ36CA-23-TR70,HTVSB7.0CA-100,SMAJ22CA,SMBJ220A,SMAJ75A,SMBJ51CA-23-TR70,SMAJ51A,SMBJ33A-014,SMAJ100CA,P4SMA510CA,P4SMA9.1A,SMBJ7.5CA,SMA6J5.0CA,P4SMA91A,P6SMB10CA,P6SMB170A,SMBJ12CA-N,P4SMA110A,1.5SMB62A,SMAJ188A,SMA6J6.5A,SMBJ33A,SMAJ6.5A,SMBJ440A,SMA6J75CA,SMAJ20CA,SMAJ6.0CA-23-TR70,SMAJ6.5CA,SMBJ200CA,SMBJ78A,P4SMA7.5A,SMAJ28A-37,P4SMA350A,SMAJ150A-23-TR70,P6SMB56CA,SMA6J64CA,SMA6J28A,SMBJ30A,SMBJ54A,P4SMA6.8CA,SMA6J8.0A,P4SMA180CA,1KSMB130CA,SMBJ200A,SMBJ5.0CA-MD,P6SMB15CA-HW,P6SMB400A-SCH,SMBJ,P4SMA400A,1KSMB18A,P4SMA9.1CA,P6SMB160CA,P6SMB43A,P4SMA15CA,P6SMB68A,SMBJ20CA-SA-GT3,SMBJ70CA,SMBJ170A-SA-GT3,P6SMB110A,P4SMA170CA,SMBJ24A-37,1KSMB9.1CA,SMBJ6.5A-37,P4SMA7.5CA,SMAJ7.5A,1KSMB62CA,SMA6J54A,SMAJ350A,SMA6J78A,SMBJ13A-C,SMAJ60A,SMAJ,P4SMA510A,SMAJ12CA-23-TR70,SMBJ17CA,SMBJ40A,P

3/9/2023 - LITTELFUSE - 产品变更通知及停产信息 - Revision : A 代理服务技术支持采购服务