PCB對(duì)TVS過壓防護(hù)有何影響?
發(fā)布時(shí)間:2020-05-24 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】TVS二極管是過壓防護(hù)最常用的器件,在器件正確選型后,是否就完成了設(shè)計(jì)呢?如何使 TVS 在電路中應(yīng)用的效能最佳?印制電路板的布局布線至關(guān)重要,通過合理放置 TVS 的位置、接地選擇、寄生電感和回路區(qū)的處理,科學(xué)合理地進(jìn)行 PCB 的布局布線,才能使 TVS 的效能最佳化。
1 前言
TVS二極管是過壓防護(hù)最常用的器件,在器件正確選型后,是否就完成了設(shè)計(jì)呢?如何使 TVS 在電路中應(yīng)用的效能最佳?印制電路板的布局布線至關(guān)重要,通過合理放置 TVS 的位置、接地選擇、寄生電感和回路區(qū)的處理,科學(xué)合理地進(jìn)行 PCB 的布局布線,才能使 TVS 的效能最佳化。
2 TVS 放置位置的選擇
TVS 器件盡量接近噪聲源,確保浪涌電壓可以在脈沖耦合到鄰近 PCB 導(dǎo)線之前被鉗位。
3 接地選擇
保護(hù)電路應(yīng)將浪涌電壓分流到機(jī)殼接地,將浪涌電壓直接分流到集成電路的信號(hào)地會(huì)引起接地反彈。用相對(duì)短和寬的接地導(dǎo)線減小阻抗可以改善單個(gè)接地 PCB 上 TVS 二極管的鉗位性能。
4 走線選擇
TVS 布線要避免自感。ESD 是巨變突發(fā)的脈沖,很可能會(huì)在回路中引起寄生自感,進(jìn)而對(duì)回路形成強(qiáng)大的電壓沖擊,并可能超出 IC 的承受極限而造成損傷。負(fù)載產(chǎn)生的自感電壓與電源變化強(qiáng)度成正比,ESD 沖擊的瞬變特征易于誘發(fā)高強(qiáng)自感。
減小寄生自感的基本原則是盡可能縮短分流回路,必須考慮到包括接地回路、TVS 和被保護(hù)線路之間的回路以及由接口到 TVS 的通路等所有因素。所以 TVS 器件應(yīng)與接口盡量接近,與被保護(hù)線路盡量接近,這樣才會(huì)減少自感耦合到其它鄰近線路上的機(jī)會(huì)。
5 環(huán)路區(qū)域
減小高速數(shù)據(jù)和接地線形成的環(huán)路區(qū)域可降低輻射和射頻的影響。特別是導(dǎo)線較長(zhǎng)時(shí),緩解環(huán)路題目的一種有效方法是在 PCB 設(shè)計(jì)中包含一塊接地板,增大 TVS 管,為集成電路之間的分離間隔提供隔離。但它會(huì)增大環(huán)路區(qū)域。
6 應(yīng)用
另外可應(yīng)用下述原則對(duì)線路進(jìn)行優(yōu)化: (1)盡量將接口安排在同一個(gè)邊上;
(2)避免被保護(hù)回路和未實(shí)施保護(hù)的回路并聯(lián),避免在保護(hù)線路附近走關(guān)鍵信號(hào)線;
(3)如果接口處既有濾波又有防護(hù)電路,應(yīng)該遵從先防護(hù)后濾波的原則。防護(hù)電路用來進(jìn)行外來過壓和過流抑制,如果將防護(hù)電路放置在濾波電路之后,濾波電路會(huì)被過壓和過流損壞。
(4)將復(fù)位、中斷、控制信號(hào)遠(yuǎn)離輸入 / 輸出口,遠(yuǎn)離 PCB 的邊緣和放電點(diǎn);
7 結(jié)語
使用 TVS 二極管對(duì)電子產(chǎn)品實(shí)施 ESD 保護(hù)是一種方便、有效和可靠性高的途徑,器件的選型和 PCB 布局布線同樣重要,希望通過此文的簡(jiǎn)單介紹,能幫助大家加深對(duì) TVS 的 PCB 布局設(shè)計(jì)的理解,提前做好 PCB 的優(yōu)化設(shè)計(jì),一勞永逸。
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