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随着新基建的加快推进，智能制造迎来了更好的发展时机，嵌入式板卡等智能设备也在更多的应用场景中大放异彩。但随着现场的设备数量的剧增，环境中的各种干扰信号也随之增加，这就对设备间通信的安全性与稳定性提出了更高的要求。 1【加防护，更安全】 强磁、强电以及大功率设备所产生的电磁干扰会间接导致总线的电势抬高，由此造成的静电、浪涌或短路等会直接作用到通信线路上，轻则导致通信异常，重则导致死机或者烧毁。因此，在与总线连接前加入隔离防护措施就十分关键。 而开发板作为研发设计和功能评估的重要参考，其稳定性和必要的EMC防护能力同样十分重要。在飞凌嵌入式OK-MX9352-C开发板上，就特意增加了接口防护电路设计，除了作为设计参考之外，还可以保障使用过程中的安全和稳定。 在设计底板时，为了让用户可以更方便地同时测试和使用多个功能，飞凌嵌入式不仅考虑到了各个功能的引出配置，也在布局上充分斟酌了各个接口的位置，并充分考虑了各个接口在不同环境下使用的稳定性，重点设计与测试了各个接口的防护与隔离。 2【CAN和RS485卓越的防护能力】 尤其值得注意的是，在飞凌嵌入式OK-MX9352-C开发板的CAN和RS485的隔离防护设计中，采用了集成器件和分立器件相组合的方案，均实现了GT/T 17626标准下的静电、浪涌、脉冲4级防护能力，让隐患大大降低。 并且CAN和RS485采用了全新的工业级收发器方案，以及工业级的专用防护芯片，CAN-FD还能够支持5Mbps速率下的通信。在后续的分体电路设计中，信号会依次经过共模电感、TVS管、气体放电管等防护器件，让通信更安全更稳定。 3【关注品质，做好产品】 如此用心的防护设计，源于飞凌嵌入式对品质的用心和坚持。不仅如此 ，多年来飞凌嵌入式坚持运行ISO9001质量管理体系，对待品质毫不妥协，对品质负责，对用户负责。飞凌嵌入式OK-MX9352-C开发板能够满足工业控制、智慧医疗、环境监测、交通、电力、新能源和安防监控等多种场景的需求，让您的开发更加简单高效。

在电子产品中，需要防护的电路主要是电源和信号，所处的位置不同其防护等级和防护方案也不同，介绍三种最常用的防护器件：TVS管，气体放电管、半导体放电管。 一、瞬态抑制二极管（TVS） 1、器件特性： TVS又称为瞬态抑制二极管，是半导体硅材料制造成特殊二极管，TVS与被防护电路并联使用。电路正常时TVS处于关断状态呈现高阻抗特性，当外界有浪涌冲击电压时能以nS量级的速度从高阻抗转变为低阻抗吸收浪涌功率，使浪涌电压通过其自身到地，从而保护电路不受侵害。其重要的特性就是相应迅速，作用时间短。 2、伏安特性： 如上图伏安特性曲线，Vc是钳位电压、Vrwm是最高工作电压，均是TVS选型中非常重要的参数。在设计选型时为了能够对被保护电路起到保护作用，同时又不能影响后级电路正常工作，Vrwm≥电路正常工作电压。这样电路正常工作时，TVS管处于截止状态，不对电路产生影响；Vc≤电路可承受的最高电压，不然二极管遇到瞬态高压导通后保持的钳位电压比后级电路可承受电压高会造成后级电路的损伤。如下是在元器件电商平台查到的DIODES的SMBJ5.0系列规格参数，可以看到不同型号的Vc和Vrwm是不同的，根据需求选型即可。 图片来源：华秋商城 3、典型应用： TVS管经常应用在485电路、232接口、USB接口、VGA接口等需要防静电以及热插拔端口。 如下是一个USB2.0接口典型的防护电路，主要对电源线、差分信号DM/DP进行防护，当从USB接口进来的瞬态高压，比如高达几千伏的静电耦合到信号线或电源线上时，会触发对应线路上TVS D1或D2或D3导通，将瞬间高压泄放到PGND，从而实现了对后级芯片的保护，防止几千伏的电压通过信号线或电源到后级芯片中去烧坏芯片。 二、半导体放电管（TSS） 1、器件特性 半导体放电管是一种小型化、快反应速度和高可靠性的电力电子半导体器件，它具有五层双端对称结构的设计。特点如下： 反应速度快，有比较低的残压； 可靠性高，一致性好； 使用寿命长，可长时间重复使用； 有比较低的结电容； 2、工作模式 半导体放电管的工作模式是：当外加电压低于其断态电压VDRM时，半导体放电管的漏电流极小，相当于开路；当外电压大于VDRM时，开始发生击穿；当外电压进一步加大后，半导体放电管的两端变成导通状态，相当于短路，可以泄放很大的电流；当外电压撤去以后，管子即可恢复断态。 如上半导体放电管的泄放示意图，A是模拟的雷击电压波形，B为半导体放电管拟制后的电压波形。 3、典型应用 半导体放电管主要应用在485电路、视频接口、XDSL、电话接口等需要防雷保护的接口。 如下是某DSL电话口使用半导体放电管TSS进行防护的案例。 三、气体放电管（GDT） 1、器件特性： 气体放电管，Gas discharge tube-GTD，由密封于气体放电管介质的一个或一个以上放电间隙组成的器件，用于保护设备或人身免遭高压电压的危害。普遍应用在电子产品中的是陶瓷气体放电管。主要特点是通流量大、结电容低、绝缘高等。主要是防止电子产品遭受雷击。 2、工作过程： 正常处于高阻态——（外界高压接入后）——进入辉光状态——进入弧光状态——（外界高压消失后）——进入辉光状态——恢复高阻态。 3、典型应用： 气体放电管主要应用在AC电源、DC电源接口、485电路、视频接口、XDSL、以太网接口等需要防雷保护的接口。 四、TVS、TSS、GDT三者差异 1、应用领域： TVS更多应用于电压较低的接口以及直接针对线路板中重点IC进行保护。比如特别是对IC的ESD防护。 TSS更多应用于电信设备中出现雷击和包含交流的瞬态现象的二级保护，比如电话、传真机、调制解调器、程控交换与网络设备，以及xDSL等模拟和数字线路。 GDT主要应用在通信产品、工业产品、监护仪/超声等医疗设备的电源口、RS485、网口、光口；消费电子类如机顶盒/电子玩具等的AC电源口、同轴口；电视机/数码相机等的AC 电源口、RS485/HDMI。 2、电压等级划分： TVS更多应用于30V以下环境，大多数IC芯片端口集成的二极管只能抵御不超过2KV的ESD。而TVS器件重要指标是所能抑止的静电电压如15KV(空气静电放电电压)、8KV（接触静电放电电压）。 TSS更多应用于50V以上环境，典型应用有200V的应用于通信线路；58V的应用程控交换机二次保护电路等。 GDT一般应用在70V-3600V ，主要是防护雷击。 3、其他对比 通流量：TVS < TSS < GDT 结电容：GDT < TSS < TVS 响应时间：TVS < TSS < GDT

一、应用背景 1 、气候变暖，雷雨天气增多 2 、 ADSL 是一种非对称的 DSL 技术 3 、在一对铜线上支持上行速率 512Kbps ～ 1Mbps ，下行速率 1Mbps ～ 8Mbps 4 、有效传输距离在 3 ～ 5 公里范围 二、防护方案与硕凯器件   半导体放电管 TSS TSS 【 P3500SC 】 Vdrm ： 320V ， Vs ： 400V ， Vt  ： 4V ， Idrm ： 5 μ A ， Is ： 800mA ， It ： 2.2A ， Ih ： 150mA ， Co ： 65pF ，耐 10/ 700 μ S 电压冲击能力： 6KV 。 三 、 方案应用 1 、家庭网关 2 、路由器 四 、方案 说明与注意事项     1 、在变压器前端采用反应时间快，体积小的 TSS 2 、在变压器后端采用结电容小，体积小的 T VS管 3 、满足 ANSI - T1. 413 ， TU- TG. 992 等 ADSL 标准     4 、满足 I EC61000- 4-5 、 GBT17626. 5 ， K21 ， K20 ， GR1089 等浪涌测试标准

国内领先防雷过压器件供应商硕凯电子一直致力于为客户提供更高级别的雷击浪涌防护器件，针对市场不断增长的小封装需求，硕凯电子最新推出贴片式 玻璃放电管 SCB-SMD 系列，除了封装尺寸不一样外，其容值、电流值、电压值以及应用范围都跟 SCB 系列产品一致，但是正是这封装尺寸的不一样，才能使玻璃放电管能够满足电子设备对小封装高性能的雷击浪涌防护器件的双重需求。 考验一个防雷过压器件是否满足产品的雷击浪涌防护需求，找一个 EMC 实验室测试一下，测试数据就能够很直观的反应结果。市场中的多数代理商不具备测试服务，但是作为专业防雷过压器件供应商的硕凯电子就可以。早在公司成立的前期硕凯就开始组建自己的 EMC 实验室，目前能够提供的雷击浪涌测试有： SPD 8/20 μ s  单波（ 25KA ）浪涌冲击测试、电源 1.2/50 μ s -8/20 μ s  组合波测试、通信 10/700 μ s -5/320 μ s  组合波 EMC  浪涌测试。在测试过程中，硕凯 FAE 工程师会全程跟踪，方便及时的根据测试结果更换防雷器件或对防护方案进行整改等。 在测试前，客户必须告诉我们您产品的防护等级、工作电压、工作电流以及中意的玻璃放电管型号等，方便工程师模拟实验。以下是硕凯电子 贴片玻璃放电管 SCB-SMD 系列 SCB-501M-SMD 的参数特性与应用，希望能帮助到各位工程师的玻璃放电管选型：   图：硕凯SOCAY贴片玻璃放电管SCB-501M-SMD SCB-501M-SMD 的参数： 电压： 500(400~600)V 电流： 1000A 容值： 1.0pF ，更多气体放电管、强效放电管、玻璃放电管型号的产品规格参数可直接访问硕凯电子官网：http://www.socay.com。 SCB-501M-SMD 的特性： 1 、在钳位电压之前，漏电流近似零 2 、在开 / 关状态很少衰减 3 、高能力承受重复雷击 4 、低电极电容 ( ≤ 1.0pF) 和高隔离 ( ≥ 100M Ω ) 5 、符合 RoHS 标准 6 、双边对称 7 、温度、湿度和亮度不敏感 8 、操作温度： -25 ℃ ~+65 ℃ 9 、存储温度： -25 ℃ ~+85 ℃ 10 、依据 J-STD-020 ，满足 MSL 水平 1  SCB-501M-SMD 的产品应用： 1 、电源 2 、电机火花消除 3 、继电器开关电火花的吸收 4 、数据线脉冲保护 5 、电子设备要求 UL497A 和 UL497B 标准 6 、电话 / 传真 / 调制解调器 7 、高频信号发射机 / 接收机 8 、卫星天线 9 、无线电放大器 10 、报警系统 11 、阴极射线管显示器 / 电视  

一、应用背景： 1． 汽车点火开关、继电器触点、交流发电机、燃油喷射器等产生电磁干扰， 2． 直接影响车内电子模块。 3． 汽车电子必须通过 I OS7637-2 电源线应用相关标准。 二、防护方案与硕凯器件 :     1、SM8S/8KP系列TVS管在汽车电源总线防护方案中的应用： 图：汽车电源总线防护方案电路图 方案器件： 瞬态抑制二极管 （ TVS ） TVS 【 SM8S36A 】 Vbr ： 40.0-44.2V ； Ir ： 5mA ； Vrwm ： 36.0V ， Ipp ： 114.0A ； Vc (V) :58.1 封装： DO-218AB TVS 【 8KP36A 】 Vbr ： 40.0-44.2V ； Ir ： 1mA ； Vrwm ： 36.0V ， Ipp ： 137.7A ； Vc (V) :58.1 封装： R6/P600   2、SM5S/SM8S系列TVS管在汽车电源总线防护方案中的应用：   硕凯器件： 瞬态抑制二极管（ TVS ） TVS 【 SM5S18A 】 Vbr ： 20.0-22.1V ； Ir ： 5mA ； Vrwm ： 18.0V ， Ipp ： 123.0A ； Vc (V) :29.2 封装： DO-218AB TVS 【 SM5S36A 】 Vbr ： 40.0-44.2V ； Ir ： 5mA ； Vrwm ： 36.0V ， Ipp ： 62.0A ； Vc (V) :58.1 封装： DO-218AB TVS 【 SM8S18A 】 Vbr ： 20.0-22.1V ； Ir ： 5mA ； Vrwm ： 18.0V ， Ipp ： 226..0A ； Vc (V) :29.2 封装： DO-218AB TVS 【 SM8S36A 】 Vbr ： 40.0-44.2V ； Ir ： 5mA ； Vrwm ： 36.0V ， Ipp ： 114.0A ； Vc (V) :58.1 封装： DO-218AB 三、方案应用： 1． 车载导航 2． 倒车系统 3． 显示仪盘仪表 四、 方案 说明与注意事项 1． 此方案采用专门用于汽车电子上的 T VS 做保护，保护电子模块免受应力过电压。 2． 此方案为汽车电子 DC12V/ 24V 电源总线过电压保护解决方案。     3． 此方案可以过 I OS-7637-2 标准的五类测试条件。