【思考与启示】IDT54FCT640ADB

   (1)气体放电管、压敏电阻、TⅤS各有其优缺点,在设计保护电 路时应各司其职。

   (2)浪涌保护器件不是随便可以加的,要兼顾“前后”,否则适得其反,特别是分别开发的电路板。

   浪涌保护设计要注意“协调”

   【现象描述】

   某产品有12Ⅴ电源接口(供电用)、鲳5通信口。其中,12Ⅴ电源接口由于其应用环境的特殊性,需要进行共模±2kⅤ的浪涌测试。在测试过程中发现,485接口芯片损坏,而且接在锅5接口中的保护器件也坏了。

   【原因分析】

   12Ⅴ电源接口和485接口的浪涌保护设计如图4.81、图4.82所示。图中,PGND是该产品的系统接地点,即保护地;GND是内部电路工作地。在该产品12Ⅴ电源接口中,PGND与GND没有短接,而将GND与PGND通过气体放电管连接。其设计的目的是当电源接口有过压浪涌出现时,让共模浪涌能量通过气体放电管泄放c研究鲳5

的保护电路(见图4.79)发现,双向瞬变抑制二极管(TⅤs)TPN3021S是在共模电感前面做一级差模与共模保护,单向瞬变抑制二极管(TⅤS)POST05在共模电感之后做二级保护,这样,整个产品的GND和PGND之间除了12Ⅴ电源使用的气体放电管外,还串有两个瞬变

抑制二极管(TⅤS)TPN3021S和POST05。GND和PGND的实际保护电路如图4.80所示。

    图4,81 12Ⅴ电源接口保护电路

    图482 鲳5接口保护电路

   这样,GND和PGND之间相当于形成了两级保护:一级是放电管;另一级是瞬变二极管(TⅤS)和共模电感(关于气体电管与TⅤs的特性已在其他案例中有所描述)。由于两级保护之间没宥协调退耦元件(电感、电阻等),而由于TⅤS的相应速度要快于放电管,所以12Ⅴ电源口进行共模±2kⅤ试验时(即GND和PGND之间施加有过电压),鲳5的保护器件形成的二级保护电路将迅速导通,而放电管实际上根本没有动作,从而没有起到保护作用,即12Ⅴ电源上的浪涌通过鲳5的保护电路泄放,电源本身保护电路没有动作,而且由于锶5后级保护电路的瞬变二极管的通流能力很小,实际浪涌电流大于鲳5保护电路后级TⅤS的通流能力,导致TⅤS损坏,并损坏锶5的通信芯片。