雷卯电子:防静电和浪涌TVS layout设计要点

Release time：2023-01-12
author：Ameya360
source：网络
reading：2091

　　据Ameya360电子元器件采购网报导：防静电和浪涌TVS layout设计要点

　　电子产品精密化

　　刚看过了CES2023，雷卯的外贸伙伴们看了最新的AR,VR,5G产品，新的电子产品更智能、更复杂，嵌入了脆弱和敏感的集成电路。这些设备的环境往往很恶劣，产生高水平静电和快速瞬态浪涌。这些ESD事件可能会干扰设备，从故障到集成电路的破坏。

　　将这些问题最小化的最佳方法是从PCB入口放置瞬态电压抑制器(TVS)，放置在可能出现浪涌的地方;但在选择这些组件PCB布局必须小心，以确保最好的保护。

　　电磁兼容可靠性要求

　　很明显，敏感部件可能会出现静电损坏风险。国际电工委员会IEC委员会定义了标准，该标准定义了四种严重等级，对应于四种电压等级，有两种放电、接触和空气类型。对接触放电的类别与电压水平和电流波形的定义显示了对接触放电的这些类别的定义以及与不同电压水平的波形的定义。

　　下表是IEC61000-4-2规定最新定义的接触静电放电的波形4级测试要求，附带测试标准波形的具体时间和电压图。

　　雷卯电子:防静电和浪涌TVS layout设计要点

　　

　　线路中TVS设置

　　大家都知道要在接口处设置TVS保护器件，但有时候达不到理想的测试效果，这里要分析一下原因：

　　1 TVS型号选型不当

　　2 PCB设计不合理，导致TVS保护效果不佳

　　这里主要讨论在PCB上怎么合理设计让TVS发挥最大的保护功效。

　　雷卯电子:防静电和浪涌TVS layout设计要点

　　这里就要考虑线路上的各种寄生电感，包括TVS管脚自身的寄生感值。这会影响静电或浪涌发生时后端IC处的箝位电压Vc值。

　　TVS本身遵从以下公式

　　VCL = VBR + RD × IPP

　　R为TVS本身的寄生电容值，越小的产品他的箝位电压会更好，更有效保护IC，IPP是测试瞬间通过TVS本身的电流值。

　　在测试图中，A点的电压并不是Vc值，Va电压需要加上TVS 两端的电压。

　　LIN和LIC由PATH通常由线路的控制阻抗(例如50Ω或100 Ω差分)驱动。为了迫使浪涌电流通过保护电路，我们必须确保LGND和LTVS路径尽可能低。此外，为了减少PCB上的辐射，最好的方法是将保护电路尽可能靠近连接器针脚。

　　总结

　　以上我们看到，为了限制各种寄生电路的布局，必须注意产生的过电压和电磁干扰。注意接地连接和将TVS放置在正确的方式上，保证一个成功的电路，以确保设备的高可靠性水平的关键。综上所述，以下要点：确保保护装置连接到地面尽可能短，尽量减少寄生电感路径从静电电源到保护组件，然后从保护组件到芯片保护(而不是从静电电源到芯片保护，然后保护连接到该路径)。这也是一种避免寄生电感，将保护组件尽可能接近ESD源：这将最小化PCB上的EMI，与其他路径耦合化PCB上的EMI，与其他路径耦合。


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上海雷卯电子：智能车灯技术解析及雷卯静电浪涌解决方案
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上海雷卯电子：智能车灯技术解析及雷卯静电浪涌解决方案

　　从卤素灯到 DLP 投影，汽车大灯的每一次技术跃迁都伴随着可靠性挑战。上海雷卯电子凭借 90% 车规级认证覆盖率，为电源、通信、控制模块提供定制化防护方案，确保“看得清、稳得住”。　　智能控制：ADB大灯让灯光“主动思考”　　ADB(自适应远光灯系统)通过摄像头与算法联动，动态调节光束：　　· 技术原理：采用二级架构(Boost+Buck 电源模块)，支持多通道恒流输出，可自动遮蔽强光区域(如宝马7系的14分区LED光源)。　　· 高端标配：奔驰S级、奥迪A8等车型可识别150米外车辆，动态调整光束;　　· 中端下沉：法雷奥模块化设计将成本降低40%，已应用于丰田 RAV4、大众途观等车型，推动ADB技术下沉。　　交互投影：DLP大灯开启“光语时代”　　DLP(数字光处理)技术通过百万像素级投影实现智能交互：　　· 核心应用：投射车道线辅助驾驶、导航箭头、行人警示符号(如欧司朗 MicroLED 模组实现 19,200 像素高精度投影)，甚至自定义动画(如迎宾光毯)，提升人车交互体验。　　· 技术趋势：与自动驾驶协同，华为智能灯光系统可向行人投射“安全通过”信号，增强道路沟通能力。　　雷卯车规级EMC解决方案　　随着大灯的智能化，静电干扰(ESD)、浪涌电压(Surge)、电磁兼容(EMC)成为关键挑战。车灯模块提供定制化防护方案，确保系统在-40℃~+85℃宽温环境稳定运行。　　1.电源系统防护：应对抛负载与电压突变　　· 典型场景：发动机启动时的 12V/24V 电源瞬态过压(如 12V 系统可能出现 40V 浪涌)，易损坏 LED 驱动电路。　　· 解决方案：TVS 二极管(如 SM8S24CA，6.6kW 峰值功率)与自恢复保险丝组合，响应时间<1ns，符合 ISO 7637-2 抛负载测试标准，已应用于大众、蔚来等车型的 LED 光源驱动。　　2.通信总线防护：保障数据链路稳定　　3. GPIO接口防护：单路与多路集成方案　　单路防护：ESDA05CP(DFN1006 封装，5V 耐压，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8kV，空气放电15kV)，适用于独立开关信号;　　多路集成：SDA05W5(SOT-353 封装，单颗保护 4 路，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8kV，空气放电15kV)，简化 PCB 布局。
2025-04-08 13:55 reading：256
上海雷卯电子：一文搞懂闩锁效应，电路里的“定时炸弹”与防护指南
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上海雷卯电子：一文搞懂闩锁效应，电路里的“定时炸弹”与防护指南

　　CMOS 工艺中的寄生晶闸管(SCR)结构，是由 NMOS 和 PMOS 的寄生 NPN/PNP 晶体管相互连接形成的。这些寄生晶体管平时处于关闭状态，但当受到电压尖峰、静电干扰或高温时，会触发正反馈环路，导致电流在芯片内部无限放大，最终烧毁芯片或迫使系统断电。这一现象即为闩锁效应。　　如何快速判断电路是否存在闩锁?　　1.如果遇到以下情况，可以是闩锁在作祟：　　电流突然激增：芯片耗电猛增，远超正常工作电流。　　电压突然暴跌：电源电压“断崖式下跌”， 导致芯片复位或功能紊乱。　　高温更易崩溃：芯片在高温环境下(如>85℃)更容易触发闩锁。　　2.检测方法：　　静电测试：模拟人体接触放电，验证芯片抗ESD能力(IEC 61000-4-2)。　　浪涌测试：模拟雷击或电源波动，测试电路稳定性(IEC 61000-4-5)。　　电脑模拟：用仿真工具(如TCAD)预判寄生结构的触发阈值，优化设计。　　不同器件的“触发门槛”与防护方案　　雷卯电子的“防闩锁武器库”　　1. 高功率接口：TVS二极管 + 自恢复保险丝　　TVS二极管：纳秒级响应，将电压尖峰箝位至安全阈值，防止寄生晶体管触发。　　自恢复保险丝(PPTC)：过流时自动断开电路，故障排除后自动复位，避免持续损坏。两者协同可阻断闩锁触发条件。　　2.低电压/高速接口：ESD静电防护　　低电容ESD器件：像“防静电外套”一样，包裹芯片接口，防止静电“电击”触发闩锁，同时不影响信号速度(如USB、HDMI)。　　雷卯推荐的“防闩锁武器”清单　　总结：防闩锁要点　　1.设计时“防微杜渐”：　　电源去耦：芯片电源引脚并联0.1μF陶瓷电容，抑制电压毛刺。　　布局优化：缩短敏感信号线长度，减少寄生电容耦合;增加衬底和阱的接地接触，降低寄生电阻。。　　版图设计：在I/O区域添加Guard Ring(环形接地层)，阻止载流子扩散触发闩锁。　　2.器件选型“硬核防御”：　　高功率接口选TVS，PPTC防过流，低压高速信号选ESD，像给电路穿“防弹衣”。
2025-04-01 09:18 reading：286
上海雷卯电子：浅谈汽车系统电压优缺点分析
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上海雷卯电子：浅谈汽车系统电压优缺点分析

　　汽车电气系统的电压等级选择直接影响整车性能、能效和兼容性。以下是 12V、24V、48V 系统的简单介绍，包括技术特点、优缺点及典型应用场景。　　汽车电气系统的发展随着车辆电子设备的增多和对能效要求的提高，电压等级也在逐步提升，从传统的12V电压系统 、24V电压系统，到目前在逐步推广的48V电压系统。　　首先，12V系统是传统的汽车电气系统，已经存在了很多年。几乎所有传统燃油车都使用12V系统。它的优点可能包括成熟的技术、广泛的配件支持以及较低的成本。但缺点可能是在高功率需求下表现不足，比如启动电机、大功率音响或现代电子设备较多时，因为功率增大，电压较低，P=V x I, 所以电流会很大，导致线损增加(功率损耗P=I2R)，需要更粗的线缆，增加重量和成本,车辆系统内也会显得更加的拥挤。　　24V系统，常见于商用车、卡车或大型车辆。24V系统的优点可能是更高的功率输出，同样的功率下电流减半，减少线损和线径，适合更大功率需求的设备。　　48V系统是近年来随着混合动力和节能需求兴起的中压系统，尤其在轻度混合动力车辆中应用较多。现在的汽车需要比几年前的汽车更多的动力。除了发动机、车灯、收音机、电动天窗、电动助力转向、网络和信息娱乐等基本功能，现在还会集成很多与安全和便捷性有关的其他功能，这些功能通常会归入高级驾驶辅助系统 (ADAS) 范畴内。ADAS系统对电池提出了更高的要求，需要更多的电力，如用12V系统难以支撑，如使48V系统，能够支持更多高功率设备如电动增压器、空调压缩机等，同时减少电流，降低线损，线缆更细更轻。此外，48V系统可以更好地支持能量回收，提高燃油经济性。不过缺点可能涉及更高的系统成本，安全性问题(更高的电压需要更好的绝缘和保护)，以及现有供应链可能还未完全适应48V系统，配件和维修可能更复杂。　　对比表格如下：　　未来趋势48V轻混普及，48V系统将成为燃油车节能升级的主流选择。随着 48V 系统融入电动汽车的电气架构，车辆得以实现更为高效的能量传输，同时显著减轻重量、降低成本。这一变革不仅全面提升了车辆的整体性能，还为未来电动汽车的技术演进筑牢了根基。不过，要充分释放 48V 系统的潜力，设计师们仍需攻克电气系统布局的复杂性、电池管理的精准性以及安全性保障等诸多难题。展望未来，随着技术的持续迭代，48V 系统必将在电动汽车领域中扮演愈发关键的角色，成为推动行业进步的核心驱动力。　　浪涌保护对于48V 电源系统也是重要环节，上海雷卯发挥自己的技术专长，作为专业的防护器件供应商，拥有先进的技术与丰富的经验，针对 48V 系统研发出一系列高效浪涌保护方案。助力众多车企提升 48V 系统可靠性，有效降低因浪涌冲击导致的故障风险，为 48V 系统在电动汽车领域的广泛应用保驾护航。关于浪涌防护下期分享。
2025-03-07 13:36 reading：319
上海雷卯电子：空气放电与接触放电的对比解析
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上海雷卯电子：空气放电与接触放电的对比解析

　　空气放电与接触放电的对比解析　　在现代电子产品无处不在。从日常使用的智能手机、平板电脑，到工业领域的精密仪器，其稳定性和可靠性至关重要。而静电放电(ESD)作为影响电子产品性能的关键因素，可能会导致设备故障、数据丢失甚至永久性损坏。其中，空气放电和接触放电是 ESD 测试中最为常用的两种方法，两者在测试原理、适用场景、测试效果等方面存在诸多差异。深入对比有助于优化 ESD 防护设计，提升产品质量。　　一、空气放电与接触放电对比　　整理空气放电和接触放电主要差异列表如下：　　标准规定：接触放电是优先选择的试验方法，空气放电则用于不能使用接触放电的场合(如表面涂有绝缘层、计算机键盘缝隙等情况)。对于有金属外壳或对外接口的大部分产品或设备，目前这两种试验方法通常都被用户要求进行。　　二、ESD抗扰度试验标准IEC61000-4-2/GB-T 17626.2　　测试等级　　GB/T 17626.2-2018(中国国家标准)， IEC 61000-4-2:2008 + A1:2023(国际电工委员会标准)两者内容技术等效，GB/T 等同采用IEC标准。 两种试验方法的电压等级如下表。等级越高越严格。　　三、防护策略　　1、接触放电防护策略　　低阻抗接地设计：金属外壳、接口等导电部件通过多点接地，接地阻抗需<1Ω。　　瞬态电流分流： 在接口(如USB、HDMI)处并联TVS二极管(响应时间<1ns)，电源输入/输出端增加ESD防护器件(如PESD、TVS阵列)。　　上海雷卯整理出各种接口防护放入“EMC电磁兼容社区”小程序，可以查阅参考。　　PCB回路面积：减小PCB 电源和信号回路面积。　　结构设计强化：金属部件绝缘隔离：外露金属(按键、螺丝)通过绝缘垫片与内部电路隔离。使用导电泡棉填充外壳缝隙，防止ESD通过缝隙侵入。　　2、空气放电防护策略　　绝缘与屏蔽设计：表面绝缘处理和电磁屏蔽。　　减少耦合路径：缝隙和孔径控制，共模干扰抑制。外壳缝隙宽度<0.5mm(避免电弧穿透)，或设计迷宫结构延长放电路径。散热孔采用蜂窝状结构，孔径<1mm并增加金属网屏蔽。信号线使用共模扼流圈(CMC)，抑制高频辐射干扰。　　软硬件协同防护：MCU程序增加看门狗(Watchdog)和状态自检，ESD触发后自动复位。关键数据存储采用ECC校验或双备份机制，防止数据篡改。　　测试验证：预测试使用静电枪扫描设备表面，识别薄弱点，上海雷卯有静电浪涌测试实验室，可以提供免费测试验证。如有需求请联系AMEYA360。　　四、总结：　　总之，接触放电防护核心是“疏导”，通过低阻抗接地和瞬态抑制器件快速泄放能量。空气放电防护：核心是“隔离”，利用屏蔽和绝缘阻断电弧路径，减少耦合干扰。　　总结实际生活中需结合两种策略：　　1、金属外壳设备：接地+屏蔽层+接口TVS　　2、塑料外壳设备：防静电涂层+内部屏蔽罩+共模扼流圈+TVS。　　Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-02-11 13:10 reading：554
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