案例44:选择二极管钳位还是选用TⅤS保护

   【现象描述】

   某产品有2MHz频率的接口电路。由于该PG985C4R产品的应用环境要求,该电路需要进行浪涌保护设计,并进行1kV的浪涌测试。该接口电路的保护电路采用SGs-THOMS0N公司推荐的TPN3021和DA108S1RL所组成的电路,如图4.91所示。在浪涌测试时,发现该接口不能满足浪涌测试指标。

   【原因分析】

   如图4.91所示的原理图中,采用二极管DA1调S1RL构成钳位电路。由于二极管的PN结具有单向导电性能,并具有较高的相应时间,故当浪涌干扰电压高于二极管的正向导通电压时,二极管导通,其后一级电路会得到保护。图4.91中的电阻R5、R6起限流保护作用。以a点为例,当a点电位高于Ⅴcc(+5Ⅴ)0,7Ⅴ时,二极管ⅤD5导通,a点电位被钳位在5.7Ⅴ;当a点电位低于GND0.7Ⅴ时,二极管ⅤD1导通,a点电位被钳位在-0,7Ⅴ。在理想情况下,可将a点电位钳位在-0.7~5.7Ⅴ之间。由于a点到二极管引脚和二极管引脚到Ⅴcc、GND之间存在寄生电感,二极管存在结电容及二极管的相应时间,所以实际施加浪涌干扰时,a点电位只能被钳位在±10~±⒛Ⅴ之间,图4.呢是用示波器在a点实际测试到的电压。

    图4.91中,由DA10gS1RL构成的钳位电路并没有想象中的那样将干扰电压钳位到很低。在查看接口芯片的资料时发现,该芯片的接口可以承受的浪涌电压为18Ⅴ。可见,浪涌测试时,a点电位高是引起Ds2154损坏的主要原因。因此如果找到一个钳位电压更低(小于18Ⅴ)的保护电路,则该问题将得到解决。