Artikel ini memberikan analisis terperinci mengenai peranan diod TVS dalam perlindungan antara muka peranti komunikasi, termasuk parameter pemilihan dan cadangan susun atur PCB, yang merangkumi senario biasa seperti RJ45, USB, dan CAN.
Dalam kelengkapan komunikasi kelajuan tinggi seperti penghala, stesen asas, dan suis Ethernet, port data seperti RJ45, USB, HDMI, dan CAN didedahkan kepada interaksi pengguna atau kabel luaran. Antara muka ini sangat mudah terdedah kepada gangguan transien yang disebabkan oleh kilat, pemasangan panas, atau pelepasan elektrostatik (ESD).
Walaupun tempoh transien voltan adalah singkat (nanosaat hingga mikrosaat), voltan transien ini sering mempunyai masa naik yang curam dan amplitud puncak yang tinggi, yang mampu memusnahkan cip PHY yang sensitif, antara muka mikropemproses, atau bahkan membolehkan jejak PCB termeluwap jika tidak dilindungi.
Diod TVS (Transient Voltage Suppression) adalah peranti perlindungan semikonduktor yang direka bentuk untuk memegang voltan transien pada tahap keselamatan dalam nanosaat. Ia mempunyai masa tindak balas yang sangat pantas (<1ns), kapasitan rendah, dan voltan pemegang yang dikawal dengan ketat.
Dalam sistem komunikasi, diod TVS biasanya digunakan untuk melindungi jenis antara muka berikut:
Port Ethernet RJ45: Untuk surges kilat dan transien mod biasa/beza
USB / HDMI: Untuk ESD dan peristiwa tukar panas
CAN / RS485: Untuk menekan voltan induktif songsang dalam sistem berwayar jarak jauh
Pemilihan diod TVS yang sesuai memerlukan padanan ciri-ciri elektrik antara muka dan keperluan perlindungan. Parameter utama termasuk
|
Parameter |
Penerangan |
Julat Disyorkan |
|
V RWM |
Voltan bekerja songsang |
≥ voltan operasi antara muka |
|
V Clamp |
Voltan penjepit |
< keboleh-telanan maksimum IC |
|
C J |
Kapasitans |
Beberapa pF hingga puluhan pF bergantung kepada kadar data |
|
Saya PP |
Arus Pulsa Puncak |
Berdasarkan kelas voltan laju jangkaan (contoh: IEC 61000-4-5) |
|
t R |
Masa tindak balas |
Kurang daripada 1ns adalah lebih baik |
IV. Petua Susun Atur PCB untuk Penggunaan TVS yang Berkesan
Walaupun dengan diod TVS berkualiti tinggi, susun atur PCB yang tidak baik boleh mengurangkan keberkesanan perlindungan. Garis panduan utama susun atur termasuk:
Letakkan diod TVS sedekat mungkin dengan penyambung luaran
Gunakan jejak yang pendek dan elakkan penghalaan di atas laluan isyarat kelajuan tinggi
Pastikan laluan bumi berimpedans rendah, gunakan lubang jahit dengan meluas
Dengan kadar data melebihi 10Gbps, reka bentuk TVS tradisional menghadapi kompromi antara perlindungan dan integriti isyarat. Arah masa depan utama merangkumi:
TVS kapasitan ultra-rendah (<0.5pF) untuk isyarat pembeza kelajuan tinggi
Tatasusunan TVS berbilang saluran untuk melindungi antara muka berbilang wayar seperti USB/HDMI
Peranti perlindungan hibrid dengan penapisan EMI terbina semakin popular
Diod TVS | Perlindungan Antara Muka | Anti-Kilat Elektrostatik | Penyelesaian Perlindungan Komunikasi
EN
