Šis straipsnis pateikia išsamų TVS diodų vaidmens komunikacijos įrenginių sąsajų apsaugoje analizavimą, įskaitant atrankos parametrus ir PCB išdėstymo rekomendacijas, aptinkantys dažniausiai pasitaikančias situacijas, tokias kaip RJ45, USB ir CAN.
Aukštos kokybės komunikacijos įrenginiuose, tokiuose kaip maršrutizatoriai, baziniai siųstuvai ir Ethernet jungikliai, duomenų prievadai, tokie kaip RJ45, USB, HDMI ir CAN, yra atviri vartotojų sąsajoms arba išoriniam laidui. Šios sąsajos ypač jautrios laikinam trikdžiui, kurį sukelia perkrojimo iškrova, karšto įjungimo procesas arba elektrostatinė iškrova (ESD).
Nors trukmė trumpa (nanosekundės iki mikrosekundžių), laikinos įtampos dažnai turi staigų kilimo laiką ir aukštą viršutinę amplitudę, kurios gali sunaikinti jautrius PHY mikroschemas, mikrovaldiklių sąsajas ar net išgarinti PCB takelius, jei nebus apsaugos.
TVS (trumpalo įtampos slopinimo) diodus yra puslaidininkio apsaugos įrenginiai, sukurti trumpalaikius įtampos šuolius sumažinti iki saugaus lygio per nanosekundes. Jie turi ultra greitą reakcijos laiką (<1 ns), mažą talpą ir tiksliai kontroliuojamą įtampos slopinimo lygį.
Ryšių sistemose TVS diodai dažnai naudojami apsaugoti šių tipų sąsajas:
RJ45 Ethernet prievadai: Žaibo sukeltiems perkrova ir bendros/diferencialiosios rūšies trukdžiams
USB / HDMI: ESD ir karšto keitimo įvykiams
CAN / RS485: Indukcinės įtampos ilgalaikėse laidų sistemose slopinimui
Tinkamo TVS diodo pasirinkimas reikalauja suderinti sąsajos elektrinius parametrus ir apsaugos reikalavimus. Svarbūs parametrai apima
|
Parametras |
Aprašymas |
Rekomenduojamas diapazonas |
|
V RWM |
Atvirkštinė darbo įtampa |
≥ sąsajos darbo įtampa |
|
V Spaustukas |
Fiksuotasis voltas |
< maksimalus IC nuokrypis |
|
C J |
Jutiklumo talpa |
Keli pF iki dešimčių pF priklausomai nuo duomenų perdavimo spartos |
|
A PP |
Aukščiausias impulsinis srautas |
Pagal tikimą perkrovos klasę (pvz., IEC 61000-4-5) |
|
t R |
Atsakymo laikas |
Mažiau nei 1 ns pageidautina |
IV. Patarimai dėl efektyvaus TVS panaudojimo PCB išdėstyme
Net su aukštos kokybės TVS diodu, blogas PCB išdėstymas gali pakenkti apsaugai. Svarbūs išdėstymo reikalavimai:
TVS diodą įdėkite kuo arčiau išorinio jungiklio
Vedines laikykite trumpas ir vengkite maršrutų per aukšto dažnio signalų kelių
Užtikrinkite žemo impedanso masės grįžtamąjį kelią, naudokite siūlomus perjungimus
Turintys duomenų perdavimo daugiau nei 10 Gb/s, tradicinės TVS konstrukcijos susiduria su kompromisiniais sprendimais tarp apsaugos ir signalo vientisumo. Svarbūs būsimi kryptys apima:
Ultra žemo talpinio sukrėtimų (TVS) (<0,5 pF) aukšto dažnio diferencialiniams signalams
Daugelio kanalų TVS masyvai apsaugoti daugiavamzdžius sąsajos, tokių kaip USB/HDMI
Hibridinės apsaugos įrenginiai su integruotu EMI filtravimu įgauna populiarumą
TVS diodai | Sąsajos apsauga | Antielektrostatinė banga | Ryšių apsaugos sprendimai
EN
