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關于ESD管的TLP曲線解析

電磁兼容EMC ? 來源:EMC小白 ? 作者:EMC小白 ? 2022-11-11 11:19 ? 次閱讀

談到ESD管和TVS管的區別,網上很多說法就是TVS管用于初級和次級保護,ESD管用于板級保護,但個人覺得更加實用的一種說法是TVS管主要用于浪涌保護,ESD管主要用于靜電保護(當然也有TVS管既可以用作浪涌保護,也可以用作ESD防護,這個需要仔細分析元器件規格書)。

通常電路的接口設計,在電源線的輸入端,我們往往會在最前面并聯一到兩顆電容,之后再并聯一個TVS管,電容的作用主要包括濾除一些高頻噪聲,更加主要的作用的是防靜電,對于電源線來說,電池端的浪涌才是主要的干擾源(可以參照7637實驗),所以我們需要選用一顆合適的TVS管進行保護,而對于一些信號線,靜電干擾是最主要的(浪涌類干擾很少),通常我們會選用一顆ESD管進行保護。

選取nexperia的ESD管PESD3V3S1BSF和TVS管PTVSxU1UPA進行對比:

首先看PESD3V3S1BSF,規格書在應用中就首先提到該主要應用是ESD防護。

pYYBAGNtv2iANAZeAADL1-TQRXU451.jpg

而PTVSxU1UPA應用的描述是如下,datasheet并未提及可以進行ESD防護。

poYBAGNtv32Aa3cYAAEWloIiu2A923.jpg

2. ESD管的datasheet通常會提供以下兩個曲線,ESD管響應曲線,是ns級的響應時間,正常ESD的時間是200ns以內;TLP曲線,該曲線可以看出不同的ESD等級下,Vcl是多少。

pYYBAGNtv52AX3bsAAJiGrTC3ew728.jpg
poYBAGNtv6OAQuClAAEQ0grY05M579.jpg

TLP曲線也是本文想要談論的重點,我們通常在看ESD規格書的時候,可能只會關注最大鉗位電壓,而不會注意在不同等級下的鉗位電壓是多少,雖然ESD是ns級的干擾,但是選擇較低的鉗位電壓ESD管會更加合適。

參照下圖,對于nexperia的TLP曲線來說,Ipp對應的第一次脈沖的電流,也就是當ESD等級為2kv的時候,Ipp電流為7.5A,對照上面的TLP曲線,可以得出Vcl為5v+,當ESD等級為8kv時,Ipp電流為30A,可以得出Vcl為6.5v左右,當然這兒需要注意的是ESD管規格書中提到的靜電等級都是基于IEC-61000-4-2,這個標準的對地電容是150pf,放電電阻是330Ω。

pYYBAGNtv72AKjSYAACZNx_ueOo891.jpg
poYBAGNtv8SAKukNAAC6E74Lp5c388.jpg

而對于常見的TVS管來說,不會有ns級響應曲線以及TLP曲線,TVS管響應時間通常是ns,如果有,該類TVS管應可以應用于ESD管,具體的需要跟芯片供應商確認。

當然了,對于ESD管和TVS管的選型,一些共性的參數都是需要考慮的,比如,VRWM,IRM,VBR,VCL,IPP,通常由Vcl跟Ipp乘積計算的功率是不會超過Ppp。

總結:

1.ESD管主要用于靜電防護,TVS管主要用于浪涌保護。當然有些管子是既可以用于防護和浪涌保護的。

2.可以重點關注ESD管的TLP曲線,該曲線告訴了我們不同的ESD等級下的,VCL是多少,如果規格書沒有提到該曲線,可以申請芯片供應商進行測量。



審核編輯:劉清

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原文標題:TLP特性曲線是什么[20221023]

文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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