【经验】ESD抑制器和TVS管的重要参数定义及选型注意事项
工程师们在对产品做ESD和SURGE等EMS测试时,产品经常会出现一些故障:
轻微故障表现为产品复位,但还可以正常工作;
严重故障表现为产品不能正常工作。
这时我们会在外部的CONNECTOR和MCU引脚增加ESD抑制器或者TVS管,这样可以有效地解决此类问题。而在选用ESD抑制器和TVS管的时候,工程师们对它们的一些参数会不太清楚,所以有时不能快速地选用合适的保护器件。在这里,我给大家详细地介绍它们的主要参数定义以及怎么样去选型,也希望这篇文章能对大家有所帮助。
ESD抑制器由聚合物(POLYMER)电压诱变材料和高电分子材料核心制成的,特点是物理放电没有寿命限制,反应速度<1ns, 超低电容 (<0.15pF),超低漏电流(<1nA)。它的主要参数有Operating Voltage, Trigger Voltage, Clamping Voltage。下面我以LITTELFUSE的ESD抑制器给大家详细描述下其参数定义。
1、Continuous Max Operating Voltage: ESD抑制器的正常运行电压,例如此ESD抑制器接在MCU的引脚,MCU的工作电压为3.3V,ESD抑制器选用的时候Operating Voltage只要高于3.3V就行了。
2、Trigger Voltage: ESD抑制器的触发电压,只有电压高于触发电压,ESD抑制器才会起作用。一般此参数越低越好。
3、Clamping Voltage: ESD抑制器的钳位电压,当ESD的抑制器被触发,这时就会把电压钳位到钳位电压。此参数越低越好。
TVS管是传统的ESD元件,优点是钳位电压低而准。下面我以Littelfuse的TVS管给大家详细描述下其参数定义,它的主要参数为Reverse Stand off Voltage, Breakdown Voltage, Maximum Clamping Voltage, Maximum Peak Pulse Current, Maximum Reverse Leakage。
1、Reverse Stand off Voltage: Vr为反向电压,表示不导通的电压,在这个电压下只有很小的反向漏电流。例如此TVS管接在IC的引脚上,选用的时候只要IC的工作电压小于这个电压就行。
2、Breakdown Voltage:击穿电压,TVS管通过规定的测试电流IT时的电压。
3、Maximum Clamping Voltage:最大的钳位电压,TVS管通过最大峰值电流Ipp时,TVS管两端的电压。
4、Maximum Peak Pulse Current:TVS 管允许通过的 10/1000μs 波的最大峰值电流,超过这个电流会损坏TVS管。
5、Maximum Reverse Leakage:最大的反向漏电流,TVS管在反向电压下的漏电流。此参数越小越好。
ESD抑制器和TVS管都是ESD器件,只是两者各自有不同的优点,如ESD抑制器的物理放电没有寿命限制,且电容极低,所以一般用于高频;而TVS管的钳位电压很低,但电容大,所以一般用于低频;工程师根据具体实际情况选择不同的ESD保护器件;而选用ESD器件一般要遵循以下几点:
(1)钳制电压不要超过受保护器件的最大承受电压;
电路电压不超过保护器件工作电压;
低电容值、漏电流尽可能的减少干扰及损耗;
(2)静电保护器件尽量安装在最接近静电输入的地方,远离被保护器件;
(3)静电保护器件一定接的大地线,不是数字地线;
(4)回地的线路尽量的短,静电保护器件与被保护线路之间的距离尽量的短;
(5)尽量避免被保护与未被保护线路并排走线;
世强有代理Littelfuse的ESD抑制器和TVS管。ESD抑制器有PESD,PULSE-GUARD ESD,XTREME-GUARD ESD系列,这几个系列是保护高速数据线路应用的理想选择,可以提供极低的电容,且外形小巧,可在确保ESD保护的同时保证了数据的完整性。TVS管有SD,SM等系列,低的钳位电压,多用于低频信号端,TVS管的品类很多,感兴趣的朋友可以进入世强官网https://www.sekorm.com/,上面都会有相关的产品资料。
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