这个TVS为何要这样设计？

elec32156

这个TVS为何要这样设计？ [复制链接]

 

如图，是一颗4通道ESD保护器件TPD4E001的内部电路及外接USB的应用电路，不太明白器件内上面一排二极管的作用是什么？为何要这样设计，正常逻辑不是只需要下面一排就好了吗？

 

maychang

上面一排二极管，目的是四通道中任一路电压都不能高于Vcc，下面一排二极管，目的是四通道中任一路电压都不能低于GND。

elec32156

maychang 发表于 2021-9-6 16:12 上面一排二极管，目的是四通道中任一路电压都不能高于Vcc，下面一排二极管，目的是四通道中任一路电压都不 ...

没太明白这个原理，好像我考虑问题的思路方向跟老师的不一样，这是一颗TVS，我是从TVS原理角度去看这个电路的，当ESD来临时，内部的小管子瞬间反向击穿通过GND将能量泄放掉，端口的电压被钳位在正常水平。而上面那一排管子当ESD过来时会正向导通，高压会加载到VCC上，不是反而对VCC不利吗？

另外上面的TVS是如何做到高压过来时，让其电压不高于VCC的呢，如果我在IO口上加上一个高于VCC的电压的话，这个TVS并不能将电压钳位在VCC之下吧，请求老师指点下，始终没想明白这个原理，感谢！

呜呼哀哉

换个角度想想，一个TVS管怎么保证5个点位的ESD钳位的？还不会导致这些点短路

maychang

elec32156 发表于 2021-9-6 17:24 没太明白这个原理，好像我考虑问题的思路方向跟老师的不一样，这是一颗TVS，我是从TVS原理角度去看这个电 ...

首帖图中 D1 是 TVS，上面一排四个以及下面一排四个是高速二极管。

chunyang

D1是TVS，用于泄放高压浪涌。其它的二极管都是常规二极管，接法叫做“钳位”，通过电源和地回路泄放ESD能量，只有来不及泄放的才通过TVS泄放。

系统的电源与地间接有去耦电容，另外还很可能有电源调整器、电池之类，这些都可以吸收ESD能量。一般情况下，起保护作用的都是钳位二极管，只有当足够高能量的ESD放电或耦合时，因系统内的感性分布参数导致ESD能量吸收不够及时，端口电压会有个快速上升过程，直至超出TVS的击穿门限，此时TVS才会动作。

所以，这类ESD保护器件可以看成是两道防线，第一道防线是钳位二极管，第二道防线是TVS，各干各的事。应该说清楚了吧……

elec32156

chunyang 发表于 2021-9-6 19:30 D1是TVS，用于泄放高压浪涌。其它的二极管都是常规二极管，接法叫做“钳位”，通过电源和地回路 ...

明白了，谢谢老师指点。

baopodao

TVS由于钳位的电压波动较大，在对于电压适应范围较大的电路中，使用一个就可以，对于电压范围较小的需要两个进行钳位。

damiaa

钳位电路，
当输入高于Vcc时，接Vcc的二极管导通，使输入电压不能再升高
当输入电压低于0V时，接地的二极管导通，使输入电压不会再降低

 

为什么要加TVS而不是普通二极管呢。

因为TVS响应速度更快。对于加到IO口的高频信号干扰都有效。

IO口上有瞬态干扰电压或脉冲电流时，它在极短的时间内（最高可达到1×10-12秒）迅速转入反向导通状态，并将电路的电压箝位在所要求的安全数值上，从而有效的保护电子线路中精密元器件免受损坏。

 

se7ens

这是一种低成本的TVS设计方案

即用一颗二极管串联一颗稳压管（单向TVS）来实现ESD保护功能

 

会飞的小母鸡

之前在捷捷微半导买了一款SMDJ，结果测试电池损坏了，明明是他们产品的问题，非要啰嗦半天，反正很多问题，回复很慢，工程师处理很慢，也不愿意配合，已经不想在这家继续采购了，咨询了扬杰和MDD，看下不能长久合作吧。

bmahu001

图中是保护器件并联，各器件响应时间及击穿电压不同。

tjy136124

上面一排二极管，目的是四通道中任一路电压都不能高于Vcc，下面一排二极管，目的是四通道中任一路电压都不能低于GND。

langtuodianzi