TVS 다이오드가 산업용 RJ45, PoE 및 CAN 인터페이스를 서지 및 ESD 침입으로부터 보호하여 통신 시스템 안정성과 EMC 내성을 향상시키는 방법을 알아보세요.
응용 프로그램 배경
산업용 자동화 시스템이 고속 통신에 점점 더 의존하게 되면서 EtherCAT, PROFINET 및 Modbus TCP와 같은 이더넷 프로토콜이 PLC, 서보 드라이브, 산업용 게이트웨이 및 원격 I/O 유닛에서 표준이 되었습니다. 이러한 인터페이스는 번개 서지, 인덕티브 스위칭 과도 현상 및 케이블 취급 시 발생하는 ESD(Electrostatic Discharge)와 같은 전기적 잡음이 심한 환경에서 운용되며, 이는 신뢰성에 심각한 위협을 가합니다. TVS(Transient Voltage Suppression) 다이오드는 초고속 반응 속도와 강력한 에너지 흡수 능력을 갖추고 있어 이더넷 인터페이스 보호에 널리 사용되고 있습니다.
작동 원리 및 혜택
TVS 다이오드는 일반적으로 신호선과 접지 사이에 연결됩니다. 과도 스파크가 발생할 때 다이오드는 나노초 이내로 저임피던스 모드로 전환되어 전압을 클램핑하고 과잉 에너지를 이더넷 PHY 또는 SoC와 같은 민감한 후단 구성요소로부터 안전하게 방출합니다.
주요 이점들:
나노초 미만의 반응 시간
RJ45 커넥터 또는 매그네틱스 내부에 통합하기에 적합한 소형 패키지
저용량 모델은 차동 페어에서 신호 무결성을 유지합니다.
IEC61000-4-2 및 IEC61000-4-5 표준 준수
설계 가이드라인
설계 노트:
신호 왜곡을 방지하기 위해 차동 페어에 초저용량 TVS 어레이(<1pF)를 사용하십시오.
PoE, 48V와 같은 전원 핀에는 서지 정격이 30A 이상인 고에너지 TVS를 선택하십시오.
패러사이트 인덕턴스를 최소화하기 위해 RJ45에 가까운 위치에 TVS 소자를 배치하십시오.
사용 사례
각 RJ45 포트에 통합된 TVS 보호 기능을 갖춘 이더캣(EtherCAT) 및 모드버스 TCP(Modbus TCP)를 지원하는 산업용 게이트웨이. 두 개의 차동 라인은 저용량 TVS 어레이로 보호되었고, PoE 전원 핀에는 고에너지 TVS 소자가 적용되었습니다. 해당 장비는 ±15kV ESD 및 ±2kV EFT 시험을 통과했으며 스마트 팩토리에 성공적으로 도입되었습니다.
결론
TVS 다이오드는 서지 및 ESD로부터 산업용 이더넷 인터페이스를 보호하는 데 필수적입니다. 이를 통해 EMC 표준 준수가 가능해지고, 핵심 통신 장비의 내구성이 향상됩니다. 네트워크가 더욱 빠르고 소형화됨에 따라 TVS 보호는 설계 시 중요한 고려사항으로 남아 있습니다.
TVS 서지 보호｜산업용 통신 보호｜RJ45 보호｜EMC 간섭 방지 부품｜ESD 억제 소자
EN
