案例44:選擇二極管鉗位還是選用TⅤS保護

   【現象描述】

   某產品有2MHz頻率的接口電路。由于該PG985C4R產品的應用環境要求,該電路需要進行浪涌保護設計,并進行1kV的浪涌測試。該接口電路的保護電路采用SGs-THOMS0N公司推薦的TPN3021和DA108S1RL所組成的電路,如圖4.91所示。在浪涌測試時,發現該接口不能滿足浪涌測試指標。

   【原因分析】

   如圖4.91所示的原理圖中,采用二極管DA1調S1RL構成鉗位電路。由于二極管的PN結具有單向導電性能,并具有較高的相應時間,故當浪涌干擾電壓高于二極管的正向導通電壓時,二極管導通,其后一級電路會得到保護。圖4.91中的電阻R5、R6起限流保護作用。以a點為例,當a點電位高于Ⅴcc(+5Ⅴ)0,7Ⅴ時,二極管ⅤD5導通,a點電位被鉗位在5.7Ⅴ;當a點電位低于GND0.7Ⅴ時,二極管ⅤD1導通,a點電位被鉗位在-0,7Ⅴ。在理想情況下,可將a點電位鉗位在-0.7~5.7Ⅴ之間。由于a點到二極管引腳和二極管引腳到Ⅴcc、GND之間存在寄生電感,二極管存在結電容及二極管的相應時間,所以實際施加浪涌干擾時,a點電位只能被鉗位在±10~±⒛Ⅴ之間,圖4.呢是用示波器在a點實際測試到的電壓。

    圖4.91中,由DA10gS1RL構成的鉗位電路并沒有想象中的那樣將干擾電壓鉗位到很低。在查看接口芯片的資料時發現,該芯片的接口可以承受的浪涌電壓為18Ⅴ。可見,浪涌測試時,a點電位高是引起Ds2154損壞的主要原因。因此如果找到一個鉗位電壓更低(小于18Ⅴ)的保護電路,則該問題將得到解決。