Kuinka lisätä suojaavia diodeja viestintäjärjestelmien rajapinnan suunnittelussa?

一, tyypilliset viestintärajapintojen riskit ja suojausvaatimukset
Nykyaikaiset viestintärajapinnat kohtaavat kolme ydinriskiä:
Sähköstaattinen purkaus (ESD): Ihmiskehon staattinen sähkö voi saavuttaa ± 25 kV, ja tyypin - C-rajapinnan on täytettävä IEC 61000-4-2 -standardin ± 15 kV kontaktin vastuuvapausvaatimukset.
Surge -isku: Salaman aiheuttama jännite voi saavuttaa 6 kV: n, ja suojalaitteilla on rajoitettava ohimenevää ylijännitystä, joiden puristusjännite on vähemmän tai yhtä suuri kuin 32 V.
Signaalin eheyden heikkeneminen: Nopeat differentiaalisignaalit (kuten USB 3.0) vaativat suojalaitteita, joiden liitäntäkapasitanssi on vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,3pf signaalin vaimennuksen ja värinän välttämiseksi.
Tyypin - C-rajapinnan ottaminen esimerkkinä sen korkea - nopeustietokanava (tx/rx) vaatii DW05: n - 4R2PC-S ESD-diodin käytön, joka tukee 4,5A-piikkipulssivirtaa ja liitäntäkapasitanssi on vain 0,2pf. Se voi saavuttaa ± 25 KV: n ilmanvaihdon suojauksen ja täyttää USB4 -protokollan tiukat vaatimukset signaalin eheyden vuoksi.
2, Tekniset kehykset suojaviodien valitsemiseksi
1. Ydinparametrien sovittaminen
Käänteinen käyttöjännite (VRMM): Sen tulisi olla 1,2 kertaa korkeampi kuin rajapinnan suurin käyttöjännite. Esimerkiksi laitteet, joiden VRMM on suurempi tai yhtä suuri kuin 6V, tulisi valita 5 V: n virtalähteen rajapinnalle.
Puristinjännite (VC): Sen tulisi olla alhaisempi kuin suojatun sirun hajoamisjännite. HDMI 2.1 -rajapinta vaatii suojalaitteita, joiden VC on pienempi tai yhtä suuri kuin 8 V.
Dynaaminen vastus (RDYN): vaikuttaa ohimenevään vasteen nopeuteen, tyypillisen arvon ollessa pienempi tai yhtä suuri kuin 0,5 Ω.
Liitoskapasitanssi (CT): Nopeat rajapinnat vaativat CT: tä pienemmäksi tai yhtä suureksi kuin 1PF, kun taas PCIE 5.0 -rajapinnat vaativat laitteita, joiden CT on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,1pf.
2. topologian sopeutuminen
Yhden päättyneen signaalinsuojaus: käyttämällä yksisuuntaisia ​​diodeja, kuten SMBJ5.0a UART -rajapinnalla.
Erottelusignaalisuojaus: Vaatii kaksikanavan integroituja laitteita, kuten DW24P4N3-S, jota käytetään CAN-väylälle, mikä tukee 150A: n lisäysvirtaa.
Monikanavan integrointi: Tyyppi - C-rajapinta hyväksyy DW05 - 6R1N-E ja integroi 6-kanavainen suojaus, säästää yli 30% PCB-tilasta.
3, tyypillisten rajapintojen suojausjärjestelmän suunnittelu
1. USB -rajapinnan suojausarkkitehtuuri
USB 3.0/3.1 -rajapinta vaatii kolme - tason suojausta:
Taso 1: TVS -diodi (kuten SMBJ6.0ca) tukahduttaa ± 15 kV ESD.
Toinen taso: Yhteisen tilan kuristus (kuten DLW21SN) suodattaa yhteisen tilan kohinan.
Kolmas taso: Matala kapasitanssi ESD-diodit (kuten USBLC66-2SC6) saavuttavat lopullisen suojauksen, ja liitoskapasitanssi on vain 0,5pf.
2. Ethernet -rajapinnan suojausjärjestelmä
Gigabitin Ethernet -rajapintojen on tasapainotettava suojaus ja signaalin laatu:
PHY -sirun edessä - loppu: Asenna kaksisuuntaiset televisio -diodit (kuten PESD5V0S1BA) puristinjänniteellä pienempi tai yhtä suuri kuin 6V.
Muuntajan sekundaarinen: integroitu kaasun purkausputki (GDT) ja PTC -itsensä talteenotto sulake salaman ylityssuojan saavuttamiseksi.
Kaapelipää: Varustettu RJ45 -rajapinnalla ja rakennettu - suojausmoduuliin tukemaan 8KV: n kontaktin purkamista.
3. Langaton viestintämoduulin suojaus
5G -moduulin suojauksen on kiinnitettävä huomiota korkeaan - taajuusominaisuuksiin:
Antennisort: käytä ultra - matala kapasitanssi Schottky -diodit (kuten BAT54C), joiden liitoskapasitanssi on vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,8pf.
Tehotappi: Asenna zener -diodi (kuten 1N4733A) 5,1 V: n jännitteen vakauttamisen ylläpitämiseksi.
Dataväylä: Käyttämällä korkeaa - nopeus ESD -taulukko (kuten ESD5Z5.0T1G), Vastausaika<1ns.
4, keskeiset tekniset kohdat suunnittelukäytännössä
1. PCB -asettelun optimointi
Johdotusstrategia: Suojalaitteet tulisi sijoittaa rajapinnan lähelle, ja johdotuspituuden eron tulisi olla pienempi tai yhtä suuri kuin 5 ml.
Maadoituskäsittely: Tähtien muotoilua maadoitusta käytetään, ja suojalaitteen maa on kytketty signaaliin 0 Ω vastuksen kautta.
Lämpösuunnitelma: Suuretehoiset laitteet (kuten DW24P4N3-S 150A-nousun käsittelyyn) vaativat jäähdytyselementtien ja liitoksen lämpötilan hallinnan asentamisen alle 150 asteen.
2. testaus- ja todentamismenetelmät
ESD -testaus: Varmista käyttämällä ihmisen kehon mallia (HBM) ± 8KV ja konemalli (mm) ± 200 V.
Surge-testi: IEC 61000-4-5 -standardin mukaan sovelleta 1,2/50 μs: n aaltomuotoa suojalaitteiden vikakynnyksen testaamiseksi.
Signaalin eheystestaus: Varmista silmäkaavioanalyysin avulla Jitter<50ps and error rate<10 ^ -12.

https://www.trrsemicon.com/transistor/pnp {{22 }small {3 }signal {"