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DC 12V/24V-電源口靜電放電防護(hù)方案
方案簡介
DC（Direct Current）即直流電，是一種電流方向始終保持不變的電流形式。與交流電（Alternating Current，簡稱AC）相比，直流電在電路中的流動(dòng)方向是恒定的，不隨時(shí)間作周期性變化，其具有穩(wěn)定性好、易于轉(zhuǎn)換、傳輸損耗小等特點(diǎn)，是許多設(shè)備和系統(tǒng)不可或缺的電源供應(yīng)方式。12V直流電源廣泛應(yīng)用于汽車電子系統(tǒng)、太陽能系統(tǒng)和小型電子設(shè)備；24V直流電源主要使用在大型工業(yè)設(shè)備、通信和數(shù)據(jù)中心、船舶和海洋工程等，在工業(yè)自動(dòng)化重要領(lǐng)域，采用較高的電壓等級(jí)可以提高電力傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性。
電源作為電子產(chǎn)品的“心臟”，它能否穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，直接決定著產(chǎn)品最終的可靠性，實(shí)際應(yīng)用中復(fù)雜的電磁環(huán)境，導(dǎo)致設(shè)備及易遭受靜電或其它感應(yīng)過電壓等情況的影響而損壞，本文分別展示在汽車電路和普通電路中的DC12V/24V靜電浪涌保護(hù)，采用導(dǎo)通電壓精準(zhǔn)度高、響應(yīng)速度快、鉗位電壓低的TVS瞬態(tài)抑制二極管做保護(hù)，滿足IEC 61000-4-2 Level 4靜電放電及IEC 61000-4-5 Level 1雷擊浪涌防護(hù)需求的同時(shí)且做到成本最優(yōu)化。
DC的TVS防護(hù)
為了確保電源的安全可靠性，需要進(jìn)行全面的保護(hù)措施。TVS作為一種重要的瞬態(tài)抑制器件，能夠快速吸收和抑制電路中的瞬態(tài)過壓脈沖，從而保護(hù)電路中的電子元器件不受損壞。當(dāng)TVS的兩極收到反向瞬態(tài)浪涌電壓沖擊時(shí)，它能以ps量級(jí)的速度將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗杆傥崭哌_(dá)數(shù)千瓦數(shù)量級(jí)的浪涌功率，使兩級(jí)間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路元器件免受各種形式的浪涌脈沖的損害。
DC需要選擇合適的TVS防護(hù)器件，尤其是在汽車電路中，需要考慮如下要求：
耐受電壓尖峰：電路中的過電壓尖峰可能會(huì)對(duì)TVS造成損壞，因此需要選擇合適功率的TVS型號(hào)。
可靠性：汽車電路中的TVS需要具有高可靠性，能夠長時(shí)間穩(wěn)定工作，并承受各種惡劣的工作環(huán)境，因此需要滿足AEC-Q101可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
尺寸和重量：汽車電路中的TVS需要考慮到尺寸和重量的限制，以避免對(duì)汽車的布局和重量造成影響。
認(rèn)證和合規(guī)性：TVS應(yīng)符合相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證要求，以確保其符合汽車行業(yè)的要求和規(guī)定。
應(yīng)用示例
編輯
12V直流DC電源端口我們推薦SMBJ15CA型號(hào)的大功率TVS，其功率可達(dá)600W，最大鉗位電壓24.4V，IPP為24.6A，滿足IEC 61000‐4‐2 Level4(接觸放電±8kV，空氣放電±15kV)及IEC 61000-4-5 Level 1雷擊浪涌防護(hù)需求。
24V直流DC電源端口我們推薦SMAJ36CA型號(hào)的大功率TVS，其功率可達(dá)400W，最大鉗位電壓58.1V，IPP為6.9A，滿足IEC 61000‐4‐2 Level4(接觸放電±8kV，空氣放電±15kV)及IEC 61000-4-5 Level 1雷擊浪涌防護(hù)需求。
編輯
對(duì)于汽車電路中的12V直流DC電源端，我們推薦選用一顆汽車級(jí)TVS二極管SM8S24A，雙向貼片、通過AEC-Q101認(rèn)證、峰值脈沖功率6600W、最大鉗位電壓38.9V、峰值脈沖電流170A，DO-218封裝。
對(duì)于汽車電路中的24V直流DC電源端，我們推薦選用一顆汽車級(jí)TVS二極管SM8S36A，雙向貼片、通過AEC-Q101認(rèn)證、峰值脈沖功率6600W、最大鉗位電壓58.1V、峰值脈沖電流110A，DO-218封裝。
這兩款TVS管非常適合汽車DC供電系統(tǒng)拋負(fù)載防護(hù)，是成熟、穩(wěn)定、高可靠性的汽車品質(zhì)TVS管。
型號(hào)參數(shù)
| 規(guī)格型號(hào) | 方向 | 工作電壓(V) | IPP(A) | 鉗位電壓(V) | 封裝 |
| SMBJ15CA | Bi. | 15 | 24.6 | 24.4 | SMB |
| SMAJ36CA | Bi. | 36 | 6.9 | 58.1 | SMA |
| SM8S24A | Uni. | 24 | 170 | 38.9 | DO-218 |
| SM8S36A | Uni. | 36 | 114 | 58.1 | DO-218 |
電氣特性表
At TA = 25℃ unless otherwise noted
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VR | 15 | V | |||
| Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 16.7 | 18.5 | V | |
| Test Current | IT | 1 | mA | |||
| Maximum Clamping Voltage | VC | IPP=24.6A | 24.4 | V | ||
| Maximum Peak Pulse Current（tp=10/1000us） | IPP | 24.6 | A | |||
| Maximum Reverse Leakage | IR | VRWM=15V | 1 | uA |
表1 SMBJ15CA電氣特性表
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VR | 36 | V | |||
| Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 40 | 44.2 | V | |
| Test Current | IT | 1 | mA | |||
| Maximum Clamping Voltage | VC | IPP=10.3A | 58.1 | V | ||
| Maximum Peak Pulse Current（tp=10/1000us） | IPP | 6.9 | A | |||
| Maximum Reverse Leakage | IR | VRWM=36V | 1 | uA |
表2 SMAJ36CA電氣特性表
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VR | 24 | V | |||
| Breakdown Voltage | VBR | IT=5mA | 26.7 | 29.5 | V | |
| Test Current | IT | 5 | mA | |||
| Maximum Clamping Voltage | VC | IPP=170A | 38.9 | V | ||
| Maximum Peak Pulse Current（tp=10/1000us） | IPP | 170 | A | |||
| Maximum Reverse Leakage | IR | VRWM=24V | 0.5 | uA |
表3 SM8S24A電氣特性表
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VR | 36 | V | |||
| Breakdown Voltage | VBR | IT=5mA | 40 | 44.2 | V | |
| Test Current | IT | 5 | mA | |||
| Maximum Clamping Voltage | VC | IPP=114A | 58.1 | V | ||
| Maximum Peak Pulse Current（tp=10/1000us） | IPP | 114 | A | |||
| Maximum Reverse Leakage | IR | VRWM=36V | 0.5 | uA |
表4 SM8S36A電氣特性表
總結(jié)與結(jié)論
電源作為各種電子產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)，其可靠性和穩(wěn)定性極為關(guān)鍵，選用合適的TVS二極管保護(hù)電源接口免受靜電放電和浪涌事件的干擾十分重要。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD和大功率車規(guī)級(jí)或常規(guī)級(jí)TVS保護(hù)器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務(wù)，為各種接口及通信線路提供值得信賴的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)DC 12V/24V電源的優(yōu)選之策，確保設(shè)備能夠高效、可靠地運(yùn)行。
