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几种常见手持设备ESD保护对TVS的要求

已有 185 次阅读2016-6-12 15:13 | 关键词: tvs

便携式设备如笔记本电脑、手机、PDAMP3播放器等,由于频繁与人体接触极易受到静电放电(ESD)的冲击,如果没有选择合适的保护器件,可能会造成机器性能不稳定,或者损坏。更坏的情况是查不出确切的原因,使用户误认为是产品质量问题而损坏企业信誉。

  一般情况下,对此类设备暴露在外面可能与人体接触的端口都要求进行防静电保护,如键盘、电源接口、数据口、I/O口等等。现在比较通用的ESD标准是IEC61000-4-2,应用人体静电模式,测试电压的范围为2kV15kV(空气放电),峰值电流最高为20A/ns,整个脉冲持续时间不超过60ns。在这样的脉冲下所产生的能量总共不超过几百个微焦尔,但却足以损坏敏感元器件。

便携式设备所采用的IC器件大多是高集成度、小体积产品,精密的加工工艺使硅晶氧化层非常薄,因而更易击穿,有的在20V左右就会受到损伤。传统的保护方法已不再普遍适用,有的甚至还会造成对设备性能的干扰。

下面分别介绍几种常见手持设备ESD保护对TVS的要求:

  音频输入/输出:音频回路的信号速率比较低,对器件电容的要求不太高,100pF左右都是可以接受的。有的设计中将耳机和麦克风合在一起,有的则是分立线路,前一种情况可以选择单路TVS,而后一种情况如果两个回路是邻近的,则可以选用多路TVS阵列,只用一个器件就能完成两个回路的保护。

  按键/开关:这些回路的数据率很低,对器件的电容没有特殊要求,用普通的TVS阵列都可以胜任。

  数据视频/USB2.0:数据率高达480Mbps,有的视频数据率达到1G以上,因而要选择低电容LCTVS,它通常是将一个低电容二极管与TVS二极管串联,以降低整个线路的电容(可低于3pF),达到高速率回路的要求。

  SIM/天线:有专门为此类端口设计的集ESD(TVS)/EMI/RFI防护于一个芯片的器件,充分体现了片式器件的无限集成方案。

  电源/充电口:由于是直流回路,可选用高电容器件。此端口可能会受到高能量的冲击,可以选用集成了TVS和过流保护功能的器件。

  在针对不同用途选择器件时,要避免使器件工作在其设计参数极限附近,还应根据被保护回路的特征及可能承受ESD冲击的特征选用反应速度足够快、敏感度足够高的器件,这对于有效发挥保护器件的作用十分关键,另外集成了其它功能的器件也应当首先考虑。


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