ESD和TVS在电路保护中的应用

syrinx Post at 2012/6/15 22:51:25
主持人:研讨会开始有请魏武给大家做演讲,他的题目是TVS和ESD器件在电路保护中的应用,大家欢迎。
魏武:大家好,很高兴认识大家,我是Vishay的应用工程师,来自深圳,非常感谢今天研讨会的主办方电子元件技术网、我爱方案网以及 中国消费电子展( http://www.aidzz.com ),今天能有机会在这里做一场TVS和ESD保护的介绍,另外一个主题是二极管在节能方面的一些应用。首先讲下TVS和ESD在电路保护中的应用。
我们知道在有雷电或者一些干扰发生的情况下,电路中会有一些不规则波形发生,会影响到电路后面的一些器件,刚才我们的秘书长也说啦,电子产品很脆弱,所以有必要做一些保护,对后面电路的保护。那我们公司可以提供TVS和ESD。威世的TVS和ESD分为两个序列,一个叫Transient Voltage,另外一个是PAR,可以用于汽车电子方面的,大家知道汽车电子是关系到人的生命安全的,需要一些高可靠性的器件做一些保护。

这个是一个简单的二极管或者TVS所有的一些产品的波形,一个曲线,这个是正像的,就是二极管的一个表现情况,今天介绍主要在逆向方面,就是反向方面,这里对TVS的定义,我们会有一个VWM,在我们规格书上有这样的参数,VWM定义为这个TVS没有工作,对应有一个电流,逆向的一个电流,我们定义的一个工作的点是在它的这个逆向电流增加到IT的一个情况下,那我们对应有一个,任何一个器件有一个能量的大小,这里会有一个最大的限制,叫IPPM,就是流过这个IPPS的电流不能大于IPPM,这里有最大的VC,那么VC和IPPM,计算出来都在规格书里面,最大的能量针对这款器件。这个是TVS,或者是测试波形,我们怎样定义一款TVS,最典型的两款波形,一个是10/1000US的波形,先用升到100%,后到50%,后面是20个迈克降到20%,可以得到很清晰的概念,就是10/1000US的能量远远大于这个能量,就是10/1000US定义TVS,另外一种叫ESD保护,ESD保护是定义,所以我们公司有不同的产品。

这是另外的考量在设计中,在座的各位是设计工程师,在应用一个TVS或者是一个元器件的时候,很重要的一个就是时间,根据不同的时间它有一个能够承受的功率的曲线,我们会出来。那在曲线之内的都是安全的,如果超过的话就是不安全的。然后另外一个就是根据它的温度,温度的变化,也会有一个变化,这个都是重要的参数,在设计中需要考虑的。威世可以提供双向和单向的TVS。我们单向的一般不会有这种表现,双向的话加一个C,或者有些加一个B,就代表是双向的。一颗TVS,因为他的封装的限制,功率不可能做到无限大,或者不能满足设计需求的情况下,可以增加你的吸收能量的开发性,串起来可以增加一个 Combinations。在产品上,我们对于TVS应用的话,我们有一些建议,像这种轴差性的,就是在你的电路之间的距离尽可能短,减少在电路上的阻抗,达到有一些损坏的电压产生的情况下,尽量通过短阻抗的路径切换掉。我们不希望通过非常长的一些引脚,在电路中导致一个吸收的情况,就不如像这种的来的好。
下面重点介绍一下PAR的技术,PAR是我们一个TVS。威世有很多的专利在上面,它还有一个特点可以达到最高温度185度,可以保护电子器件。PAR的有一个Axialtvs有400W到6000W,这是典型的电子汽车应用。

另外的话我们有表贴器件,大家可以在外面的展示台上看到一个产品,上面有一个最大的TVS,就是我们的DO218。这是我们的一部分的TVS,这个就是一般的应用上面,最大是5000。不同的封装的话对应不同的吸收的能量。
这个是我们的一些表贴器件,在这个红框框里面,这个是我们威世目前主推的几款封装,我们统称eSMP。这上面构成了现在的eSMP的序列,这里面有二极管、肖特基。我们就是让它拥有更好的一个散热,尽可能降低热阻,这里有两个极,就是上面的引脚是一个散热片,然后贴到我们的PCB上面,可以很快通过我们的散热片来散热,所以这个产品针对我们的SMABC,可以做到更大的功率,用相同的封装。这里讲到的这些元器件基础知识基本上都是来自元器件知识库( http://www.cntronics.com/public/baike )和方案网知识堂( http://www.52solution.com/knowledge )的内容,以供大家参考...
下面介绍一下在汽车电子领域的应用。大家知道汽车是关系到人的生命安全的,如果在行驶过程中出现事故的非常的危险,所以很多的企业把保护器件考虑在其中,在电子设计中,二极管有广泛的应用,那早年的话主要在一些欧美企业、日本企业用的比较多,目前越来越多中国民营汽车企业也考虑这种安全性,引用像威世的一些二极管在汽车电子中提高安全性。在不同的一些汽车单元里面,都会用到这样的一些保护器件。
具体的保护电路的话,在进来的地方,会有一颗二极管,做一个极性的保护,那这颗二极管,也可以是肖特基二极管,进来之后,会有一颗Load Dump的来吸收。做第一次的吸收。然后进来之后,这里还可以做一个第二次的吸收。然后这里的话,还有一些保护,嵌位主要在信号线上面。什么是load dump,就是负载突然在行进中消失掉,我们的电压突然冲起来,那这个冲起来的电压可能会伤到我们后面的一些器件,所以在这里加一颗二极管,把这个电压强烈吸收掉,然后让安全的电压通过去。这是一个TVS吸收的一个典型的应用,很多的汽车单元里面用二次保护,第一次用一个功率比较大的TVS先消掉上面主要的尖峰,然后再通过一个功率比较小的TVS,做二次的保护,尽量消掉一个电压,最终的一个非常好主意的电压供应到我们后面的电路中去,有很多的规范在我们汽车电子中的应用,这里是一个ISO-7637的定义,它是用这样的波形,这个波形跟我们在定义TVS中的话,多少都会有一点的不同,那么威世的话,在汽车电子领域有很多的经验,所以我们也有很多的推介,不同的TVS对不同的波形的推荐不同。

这是一些汽车厂对于这种设计的测试波形。大家可以看到最高的是Chrysler,还有福特,大家不太一样,但是大概的波形是这样子。这是我们的一些二极管,这里面的话大家可以看到5A5S,8A8S,吸收的越多能量越大,针对不同的情况来测试一下电压是不一样,这里是我们的规格,我们是用 10/1000US来定义的,大家可以比较到一些东西,在您的设计应用中,可以做一些实践上的应用。这是针对12伏在不同的条件下得到的结果,叉叉的就是没有办法保护到你后面的一些电路,圆圈就是OK的。这是针对24伏系统的一些推荐。针对不同的单位,不同的汽车上的功能单元,我们有不同的建议,这里有二次保护的TVS。这是在仪表盘上的一些应用。在加热控制方面,在防盗系统上面,在我们的ABS上面,包括在我们的一些尾灯上面,都会看到我们TVS和二极管。这是另外一种保护,这个我们叫Rail to rail Protection,可刚刚我们讲的TVS的保护也不一样,就是在很大功率的线路上面,而这个是在一些信号线上面,我们用一些二极管做一些嵌位,我们把它做一些波形,一些电压波形的保护,消去它的尖峰,这个在汽车电子上面有很多的应用。好今天就先说到这里,在主办方电子元件技术网(http://www.cntronics.com)与我爱方案网(http://www.52solution.com)的网站上有本人的联系方式,欢迎跟大家来交流...
这是一些典型的一些电路保护的一些线路,那这个的话只有一个极性保护,而没有TVS,这个是非常危险的情况。如果突然发生一些电压,破坏到后面的一些系统的话,刚刚好汽车开在行驶过程中,那非常危险。那这个的话是另外一个保护,就说只有一个TVS在这里。这个不是TVS,这个是一个二极管,这里的话是没有极性保护的。这里是两个加在一起,这里有一个二极管加一个TVS,二极管做一个极性保护,TVS做一个消峰的保护,这是目前推荐的保护方式。TVS是过电压的一个保护,那这个二极管是做一个极性的一个保护。那这里我们有一些不同的产品推荐给大家,从小于0.5A到20A都不同的封装,如果要更大的一些保护的话,我们最大可以做80A...


tonyumpc Post at 2012/6/17 15:00:14
ESD电路保护,INNOCHIPS 欢迎选型 www.poconst.com

普肯斯特科技(香港)有限公司 联系人:LI LIN 13682688749


Y_bin Post at 2012/6/28 14:47:07
[em10]做静电方面的那么多啊...

slxu Post at 2012/7/5 14:03:45
luguo

fd4542011 Post at 2012/10/25 22:39:33
lugou

1924786560 Post at 2012/10/29 15:19:53
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WalleLT Post at 2012/11/16 14:43:46
学习学习!!!xiexie[em05]