Bu makale, RJ45, USB ve CAN gibi yaygın senaryoları kapsayan, iletişim cihazı arayüz korumasında TVS diyotların rolüne, seçim parametrelerine ve PCB yerleşimi önerilerine detaylı bir şekilde analiz sunmaktadır.
Yönlendiriciler, baz istasyonları ve Ethernet anahtarları gibi yüksek hızlı iletişim cihazlarında RJ45, USB, HDMI ve CAN gibi veri portları kullanıcı etkileşimi veya harici kablo bağlantısı ile karşı karşıyadır. Bu arayüzler, yıldırım kaynaklı aşırı gerilimler, sıcak takma işlemleri veya elektrostatik deşarj (ESD) nedeniyle oluşan geçici bozulmalara özellikle açık olabilir.
Süreleri kısa olsa (nanosaniye ila mikrosaniye), geçici gerilimlerin yükselme süreleri sıklıkla diktir ve yüksek tepe genliklerine sahiptir. Bu gerilimler koruma sağlanmadığı takdirde hassas PHY yongalarını, mikrodenetleyici arayüzlerini ve hatta PCB izlerini buharlaştırmaya kadar varan zararlara neden olabilir.
TVS (Geçici Gerilim Bastırma) diyotları, geçici gerilimleri birkaç nanosaniye içinde güvenli seviyelere sınırlamak üzere tasarlanmış yarı iletken koruma cihazlarıdır. Ultra hızlı tepki sürelerine (<1ns), düşük kapasitansa ve sıkı şekilde kontrol edilen sınırlama gerilimlerine sahiptirler.
İletişim sistemlerinde, TVS diyotlar genellikle aşağıdaki arabirim türlerinin korunmasında kullanılır:
RJ45 Ethernet Portları: Yıldırım kaynaklı aşırı gerilimler ve ortak/fark modlu geçici olaylar için
USB / HDMI: ESD ve sıcak değiştirme olayları için
CAN / RS485: Uzun mesafeli kablolu sistemlerde ters indüktif gerilimleri bastırmak için
Uygun bir TVS diyot seçimi, arabirimin elektriksel karakteristikleri ve koruma gereksinimleriyle uyum sağlamayı gerektirir. Temel parametreler şunları içerir
|
Parametre |
Açıklama |
Önerilen Aralık |
|
V RWM |
Ters çalışma gerilimi |
≥ arabirim çalışma gerilimi |
|
V Kelepçe |
Çıkarma gerilimi |
< max toleransı IC için |
|
C J |
Kapasite |
Veri hızına bağlı olarak birkaç pF ila birkaç on pF |
|
Ben PP |
Zirve İmpuls Akımı |
Beklenen gerilim sınıfına göre (örn. IEC 61000-4-5) |
|
t R |
Tepki Süresi |
1 ns'den daha az tercih edilir |
IV. Etkili TVS Kullanımı için PCB Yerleşimi İpuçları
Yüksek kaliteli bir TVS diyot ile bile kötü PCB tasarımı korumayı etkisiz hale getirebilir. Temel yerleşim yönergeleri şunlardır:
TVS diyodu harici konektöre mümkün olduğu kadar yakın yerleştirin
Kısa izler bırakın ve yüksek hızlı sinyal yollarının üzerinden yönlendirmekten kaçının
Düşük empedanslı toprak dönüş yollarını sağlayın, bolca dikiş viası kullanın
10Gbps'ı aşan veri hızlarıyla geleneksel TVS tasarımları koruma ve sinyal bütünlüğü arasında uzlaşılacak yönlerle karşı karşıya. Önemli gelecek yönelimleri şunları içermektedir:
Yüksek hızlı diferansiyel sinyaller için ultra-düşük kapasitanslı TVS (<0.5pF)
USB/HDMI gibi çoklu kablo arabirimlerini korumak için çok kanallı TVS dizileri
EMI filtreleme özelliğine sahip hibrit koruma cihazlarının kullanımı yaygınlaşıyor
TVS Diyotları | Arabirim Koruma | Elektrostatik Selkarşı Koruma | İletişim Koruma Çözümleri
EN
