ESD/浪涌保护器件使用方法：贴片压敏电阻

ESD/浪涌保护器件使用方法：贴片压敏电阻

通过积层陶瓷技术制造的SMD贴片压敏电阻为电压依赖性电阻器件。 为了保护电子电路免受ESD(静电放电)、浪涌等过渡性过电压侵害，其在通信设备、产业设备以及车载设备等领域得到广泛使用。

贴片压敏电阻的特点

贴片压敏电阻是运用了半导体陶瓷性质的电压保护器件，当施加电压超过某个值时，其会大幅降低电阻值，从而让电流流过。

因其具备该特性，因此通过并联贴片压敏电阻便可保护电子器件免受ESD或浪涌的侵害。

以下就贴片压敏电阻的高效ESD/浪涌保护示例进行介绍。

运用示例：开关、按键、按钮、连接端子等输入输出部的ESD/浪涌保护

智能手机、平板电脑等移动设备为手持操作，因此人体的ESD(静电放电)会导致IC517>受损或错误工作。

尤其是开关、按键、按钮、连接端子等输入输出部为ESD的发生部位，因此必须采取对策。

通过在输入输出部以并联方式连接贴片压敏电阻，在节约空间的同时，还是一项高效的ESD对策。

图1　开关/按键

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图2　按钮

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运用示例：音频(声音)线路的ESD/浪涌保护

智能手机的扬声器、麦克风是向电子设备输入或输出音频信号的接口。

通常情况下，其多配置于设备外侧，容易受到ESD的影响，从而会经常出现故障或错误工作。

尤其是耳机/头戴耳机插孔，由于会频发插拔RCA插头，因此在插入带电的RCA插头时会产生ESD，从而在设备内部进行气体放电的可能性很高，为此必须使用保护器件进行应对。

参考报道：使用贴片压敏电阻的智能手机音频线路解决方案指南

图3　音频(声音)线路：扬声器、麦克风

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图4　音频(声音)线路：头戴耳机

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电路图中的铁氧体磁珠是用于防止接收灵敏度劣化而插入的噪音对策元件。

使用TDK音频线路用噪音抑制滤波器后，可减低插入时造成的音频失真情况，效果更佳。

运用示例：I/O接口的ESD/浪涌保护 [RS-232C/RS-423]

RS-232C/RS-423是连接电脑(主机)与外围设备(终端)的串行端口接口标准。

在拔出连接器时会造成ESD影响，因此作为对策，需要向各个输入输出插针连接贴片压敏电阻。

使用阵列类型贴片压敏电阻后便可实现节省空间以及ESD对策的效果。

图5　I/O接口：RS-232C/RS-423

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运用示例：I/O接口的ESD/浪涌保护 [RS-422/RS-485]

RS-422/RS-485是使用双绞线的差动传输方式接口，其可进行1km以上的远距离传输。

但差动信号的电磁失真会引发共模噪音，因此除了用于ESD对策的贴片压敏电阻之外，还会搭载共模滤波器。

图6　I/O接口：RS-422

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图7　I/O接口：RS-485

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运用示例：I/O接口的ESD/浪涌保护 [USB2.0/USB SS]

USB SS(SuperSpeed)为USB3.0、USB3.1等USB2.0的高端规格。数据传输速度为5Gbps，达到USB2.0的大约10倍，实现了超高速传输。

USB2.0与USB3.0中的贴片压敏电阻使用示例如下所示。同时还展示了阵列类型运用示例。用于多个端口时可削减贴装面积。

图8　I/O接口：USB 2.0

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图9　接口：USB 2.0 (贴片压敏电阻阵列示例)

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图10　I/O接口：USB SS

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运用示例：I/O接口的ESD/浪涌保护 [HDMI/LVDS]

HDMI是用于电视机与DVD刻录机等AV设备之间进行连接的高速差动接口，LVDS是用于在电子设备内部基板与基板之间进行连接的高速差动接口。

由于线的数量较多，因此小型阵列类型贴片压敏电阻可有效削减贴装面积。

图11　I/O接口：HDMI/LVDS

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运用示例：车载LAN接口的浪涌/噪音对策 [LIN/CXPI、CAN/CAN-FD]

车载电子设备按照通用接口规格进行连接，并由作为车载网络系统的车载LAN构成。

根据通信速度不同，车载LAN拥有多个种类。

LIN及CAN是电动后视镜及电动座椅等车体系统车载LAN标准，而CXPI是由LIN发展而来的新标准。

其均采用贴片压敏电阻作为浪涌对策。

LIN/CXPI为单端传输，串联的线圈/磁珠用于抑制差模(普通模式)噪音。CAN为差动传输，因此搭载有共模滤波器来抑制共模噪音。CAN-FD是对CAN通信规格进行扩展后的新标准。

图12　车载LAN接口：LIN/CXPI的浪涌/噪音对策

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图13　车载LAN接口：CAN/CAN-FD的浪涌/噪音对策

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运用示例：车载LAN接口的浪涌/噪音对策 [MOST50]

MOST是用于连接音频、视频等车载多媒体设备的车载LAN。由于MOST50可使用价格较低且重量较轻的UTP电缆(非屏蔽、双绞线)，因此得到了广泛使用。

图14　车载LAN接口：MOST50的浪涌/噪音对策

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运用示例：车载LAN接口的浪涌/噪音对策 [车载以太网(100Base-T1)]

车载以太网作为可通过汽车周边监控等车载摄像头拍摄到的影像等为安全及舒适行驶服务的摄像头系统车载 LAN ，因此使用数量得到了飞速增长。100Base-T1是使用UTP电缆(非屏蔽、双绞线)，实现100Mbps传输速度全双工通信的车载以太网。

图15　车载LAN接口：车载以太网(100Base-T1)的浪涌/噪音对策

审核编辑：汤梓红