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1.概述
一个方案的设计,不单单要满足测试要求,也要满足实际应用需求,方案盲点往往是最容易被忽略的问题之一。所谓盲点,就是高于最大持续运行电压UC,但可引起一个多级防护电路不完全动作的工作点,这可造成防护电路中的一些元件遭受过载,导致防护失效。
2.问题描述
在防护电路设计领域,实战是最好的引证,下面讲述的是一个方案盲点的实际案例分析。
某客户的电源板,供电为AC24V,需要满足1.2/50-8/20μs,6KV-3KA的测试需求,初步验证方案时,是按照1KV、2KV、4KV、6KV验证的均能满足测试要求,但销售一段时间后,返修率较高,主要损坏是后级的TVS,方案图如图1所示:
3.原因分析
当浪涌电压较高时,由于上升速率较快,di/dt较大,在电感两端的压降也比较大,所以放电管很快就导通,流到后级的能量较小,后级TVS承受的电流也比较小,所以后级没有损坏;当浪涌电压较低时,电流的上升速率di/dt较慢,电感两端的压降较小,GDT可能动作,或者没有动作,基本上电流都往后级流动,而600W TVS通流能力有限,导致TVS短路。
4.处理措施
由以上分析,该方案存在的问题就是TVS的通流能力较小,客户板子体积有限,不能增大体积,而且PCB为成品,重新layout成本较高。恰好,我司浪拓电子有SMB同等体积,通流量较大的TVS,BV-SMBJ58C2H,该器件的特点是:保留SMB的体积,通流能力较普通SMBJ,600W功率大,刚好能满足这一需求。那么BV-SMBJ58C2H的表现如何呢?我们单独对器件做如表2通流测试:
从以上数据可得,即使前级未动作,后级也可以扛住1KV-500A的通流能力,由于TVS电压变高了,TVS的后级能否承受这个残压呢?上板测试数据如表所示
AC24V
GDT+BV-SMBJ58C2
1.2/50-8/20μs±500V ±5次 PASS
AC24V
GDT+BV-SMBJ58C2
1.2/50-8/20μs±6KV ±5次 PASS
由以上数据,方案从300V~6KV均能通过测试,致此,方案盲点消除!
5.经验总结
方案设计不能一味追求通过测试标准,需要综合考虑方案防护的各种情况,不单单要按照标准的测试,往往还需要考虑下后级与前级的配合问题,盲点只是其中一个方向!
解决方案盲点,首先要有能发现盲点的方法,唯一发现盲点的方法是通过实际测试,将测量电压降低到前级不动作的情况,看后级能否承受,如果可以承受,则方案不存在盲点;如果不能承受,则方案就有盲点,虽然能通过标准的要求,但在实际使用过程中也会出现问题,导致产品质量事件,造成不必要的直接经济损失与间接经济损失。
浪拓电子向业界提供最广泛且最尖端的电路保护产品及解决方案产品组合。
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