手机电路的浪涌防护和TVS应用的电路实例Word下载.docx
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4.数据接口;
5.电源接口;
6.数字接口{USB};
7.彩屏LCD驱动接口;
8.LCD背光电路。
[LCD背光电路在制造时已经采取了TVS保护措施]
三.手机的”电磁兼容”{EMC}的试验和测试内容有：
1.静电放电抗扰度测试;
2.电磁辐射骚扰抗扰度测试;
3.电快速瞬变脉冲群抗扰度测试;
4.共模/差模浪涌冲击抗扰度测试;
5.射频场感应的传导骚扰抗扰度测试;
6.电压暂降和短时中断抗扰度测试。
EMC的测试和审核是保障受试产品不受”电磁干扰”或产生”电磁干扰”,抑制静电放电[ESD].电快速瞬变脉冲群[EFT]和共模/差模浪涌冲击[SURGE]均需要使用TVS做防护。
*EMC测试:
[1].抗瞬态骚扰的性能判据
1）.试验时,手机应建立并保持”通信连接”;
2）.试验后手机应能正常工作,不能发生用户可察觉的通信质量降低.控制功能丧失或存储数据丢失,并继续保持通信连接。
[2].试验
1.{ESD}静电放电抗扰度试验
*对于”接触放电”应能通过±
2KV和±
4KV的试验等级;
*对于”空气放电”应能通过±
2KV.±
4KV和±
8KV的试验等级。
2.{EFT}电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
*信号/通信/控制端口的试验电平为开路电压0.5KV;
*DC电源输入端口的试验电平为开路电压1KV;
*AC电源输入端口的试验电平为开路电压2KV。
3.{Surge}浪涌[冲击]抗扰度试验
*通信端口的线对地,试验电压为开路电压0.5KV;
*AC电源端口的线对地,试验电压为开路电压1KV;
*AC电源端口的线对线,试验电压为开路0.5KV。
#在手机的测试和审核时主要是测试手机每个端口对ESD骚扰的防护能力。
四.瞬态电压抑制器{简称:
TVS}的嵌位特性
瞬态电压抑制器,英文:
TransientVoltageSuppressor简称:
TVS。
TVS的特性曲线中有”关断电压”[Vwm].雪崩电压{也称:
起控电压}[Vbr]和嵌位电压[Vc],关断时TVS呈开路状态.选用TVS时”关断电压”要略大于电路的工作电压,当浪涌冲击电路时TVS会进入”起控点”此时TVS产生”雪崩”其内阻开始变小,浪涌电流通过这个内阻开始分流直至达到”嵌位电压”将浪涌电流全部分流从而保护电路不受侵害。
TVS响应速度快[1ns].通流量大[数十安培].极间电容小[Pf].浪涌冲击后自行恢复,由于是多路组合的芯片.体积小,便于PCB板的有效接地利于电路板设计,是理想的防护器件。
1条件：
Rg﹥Rs+Rload﹥RS
2Voutput=VBR+Rs*Vg/Rg:
（IEC61000-4-2的标准）
1）Vg=8KV2）Rg=330Ω3）PSOT05的Rs=0.14Ω4）PSOT05的VBR=6V
③Voutput＝10V（PSOT05）
五.手机电路的TVS应用
1.SIM卡的CPU读卡电路的浪涌防护
（1）ESD防护应用器件型号:
SRV05-4[SOT-23封装]
（2）.器件特色:
ESD保护大于40KV
（3）.SRV05-4用来保护”电源”/复位/时钟/数据免受”静电放电”骚扰。
（4）.工作特性:
功率耐量[Ppp]:
500W;
最大耐流量[Ipp]:
43A;
关断电压[Vwm]:
5V;
起控电压[Vbr]:
6V;
漏电流[Id]:
小于5µ
A;
极间电容[C]:
小于3.5Pf。
（5）.浪涌防护的工作原理:
1）.Vcc直接通过TVS进行浪涌防护,当Vcc有浪涌骚扰时TVS会将其嵌位;
2）.时钟信号/数据信号分别接到由”高速控制二极管”组成的”桥式”检波电路的输入端,浪涌电压经检波后由TVS进行嵌位,从而保护了时钟/数据的正常工作;
复位/编程的ESD保护是同样的原理;
3）.对于ESD骚扰无论是正还是负都必需流过”桥”的一个控制管和TVS,这两者是串联关系串联之和就是”极间电容”小于3.5Pf,因此避免了对信号的分流或造成畸变,漏电流小于5µ
A不会对功耗产生影响由于是一个完整的保护电路使用起来非常方便。
*SRV05-4共两个“桥”可保护四条I/O线。
2.键盘电路的浪涌防护
为保障”键盘驱动电路”免受ESD,EFT侵害，键盘控制电路的每一行.每一列都需要接一个TVS做保护,由于频率不高所以对TVS的极间电容要求不严,可以选用标准电容的”双向”TVS做全方位的保护。
（1）.ESD防护应用器件型号:
*U0402FC08C[倒装芯片]
PKCFC08C[可焊型倒装芯片]
RSB6.8[SC-79封装]
U0402FC08C[倒装芯片]
PKFC08C[可焊接倒装芯片]
PSD08C[SOD-323封装]
U0406FC08C[倒装芯片]
双向TVS可全方位保护,ESD保护大于25000V;
*体积非常小。
（3）.作用:
用来泄放键盘上的ESD使”键盘驱动器”可靠工作。
U0402FC08CPKCFC08CPSD08CU0406FC08C
250W250W500W250W
最大耐流量[Ipp]:
13A13A17A13A
关断电压[Vwm]:
8V8V8V8V
8.5V8.5V8.5V8.5V
漏电流[Id]:
10µ
A10µ
A10μA
极间电容[C]:
小于75Pf小于75Pf小于150Pf小于75Pf
*註:
U0406FC08C是五路双向的组合芯片只用一片即可保护”五行”或”五列”。
3.耳机/麦克风电路的浪涌防护
为保障”多模转换器”免受的侵害,防止麦克风和耳机导线引入高频干扰实现高质量的语音通信,在耳机/麦克风电路采用有EMI抑制功能的TVS,它既能泄放麦克风/耳机以及手持听筒上的静电又有一个RCπ型低通滤波器很高的通频带可抑制各种干扰从而保证语音的高质量。
（1）.EMI抑制和ESD防护应用器件型号:
STF701[SC-70封装];
EMIF01-100/150[SC-70封装];
超小型;
有两路EMI抑制滤波器的TVS,ESD保护大于25000V。
泄放静电;
抑制0-200Mhz通频带内的各种干扰噪声。
STF701EMIF01-100EMIF01-150
175W18W18W
5V3V3V
6V6V6V
5μA0.5μA0.5μA
通频带{-3db}:
40Mhz220Mhz200Mhz
插入损耗:
8db6db8db
特别提示:
STF701.EMIF01-100.EMIF01-150由于有”RC”π型滤波器它的插入损耗在电路的增益分配中需要给予充分的补偿。
*上述电路适用于高档手机,对于一般的手机使用ESD防护的器件型号和电路如下:
*应用PSMF05[SC70封装]或SFC05-4[倒装芯片]1.3脚接地/4.5脚接耳机或麦克风即构成两个双向的保护电路,每一片只需几角钱而且体积非常小是个理想的方案。
TVS的嵌位性能:
有EMI抑制功能的π型RC滤波器它的两个”C”是由两个TVS的极间电容按照通频带的计算值而制造的所以既是”C”又是TVS,它与ESD信号源和负载的匹配及的关系如下图:
Vin=（Rg⨯Vbr+Rs⨯Vg）/RgVout=（R⨯Vbr+Rs⨯Vin）/R
4．数据接口的浪涌防护
用于存放手机的机身号码.锁急码.电话号码薄及其它设置的”数据接口”与微处理器和存储器连接为保障微处理器/存储器免受骚扰需在”数据接口”使用TVS泄放静电使微处理器/存储器可靠工作。
SMF05C[SC-70封装]
PSMF05[SC-70封装]
超小型封装,单向5个TVS组合芯片,ESD保护大于25000V。
（3）.器件作用:
泄放”数据接口”所感应的静电.保障微处理器的可靠工作。
SMF05CPSMF05
100W100W
10A9A
5V5V
6V6V
5μA10μA
60Pf60Pf
5.电源接口的浪涌防护
为防止对”电源接口”的骚扰和电源导线引入的杂散高频干扰,在”电源接口”或”外部连接器”的电源输入端口施加TVS进行防护。
图五是共模/差模都有保护能力的ESD防护电路,使用PSOT05C[0.8元/片]即可有效地保护电源接口免受ESD侵扰。
PSOT05C[SOT-23封装]
（1）.ESD防护.应用器件型号:
05C[SOD-323封装]
超小型封装,单向TVS和双向TVS。
泄放”电源接口”所感应的静电并滤除杂散高频干扰信号。
PSOT05CPSD05PSD05C{双向TVS}
500W500W500W
42A42A28A
5V5V5V
20μA10μA10μA
210Pf350Pf175Pf
6．数字接口{USB}的浪涌防护
手机的USB{通用串行总线}接口有两条数据线由于数据传输速率很高可以连接到任何一台具备USB接口的PC机上传送数据,为防止的骚扰和噪声干扰需要用TVS进行防护。
PSR05[SOT-143封装]
器件由一个桥式电路和一个TVS组成,”桥”由高速控制二极管制造.共有两个输入端和两个输出端,在输出端接有TVS是一个超小型的组合芯片电路,当ESD骚扰时无论是正还是负都会通过”桥”的一个控制二极管反应在输出端由TVS进行嵌位而连接”数据线”对地的ESD防护是由一个控制二极管和TVS串联组成,它的响应速度极快.极间电容很小,所以是理想的保护模式。
有效泄放,滤除各种杂散干扰。
（4）.工作特性：
PSR05
功率耐量[Ppp]：
500W
最大耐流量[Ipp]：
28A
关断电压[Vwm]：
5V
起控电压[Vbr]：
6V
漏电流[Id]：
5μA
极间电容[C]：
10Pf
7．彩屏LCD驱动接口的噪声干扰/ESD防护
彩屏LCD驱动的数据线其数据传输速率很高容易被各种”噪声”所干扰造成图像质量下降,为此需要在数据线上采用有EMI抑制能力的TVS进行滤波和ESD防护以保障彩色图像的高质量。
（1）.EMI抑制和ESD防护应用器件:
EMIF01-100[SC-70封装]
EMIF01-150[SC-70封装]
STF701[SC-70封装]
EMIF4100[倒装芯片]
EMIF6-100FC[倒装芯片]
芯片由RC组成π型低通滤波器,C由TVS的极间电容提供其通频带达200Mhz,TVS除为π型滤波器提供所需电容外还对ESD有泄放功能,最多可将六路π型滤波器集成在一个倒装芯片上,还有四路和两路的可供选择,体积很小适合彩屏LCD驱动接口使用。
滤除噪声干扰/ESD防护。
EMIF4100EMIF6-100FC
400Mw100Mw
6V6V
0.1μA0.1μA
132Mhz60Mhz
6db6db
6-100FC有6db的插入损耗在电路设计时需给予有效补偿。
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