ESD/浪涌保護器件使用方法：貼片壓敏電阻

通過積層陶瓷技術制造的SMD貼片壓敏電阻為電壓依賴性電阻器件。 為了保護電子電路免受ESD(靜電放電)、浪涌等過渡性過電壓侵害，其在通信設備、產業設備以及車載設備等領域得到廣泛使用。

貼片壓敏電阻的特點

貼片壓敏電阻是運用了半導體陶瓷性質的電壓保護器件，當施加電壓超過某個值時，其會大幅降低電阻值，從而讓電流流過。

因其具備該特性，因此通過并聯貼片壓敏電阻便可保護電子器件免受ESD或浪涌的侵害。

以下就貼片壓敏電阻的高效ESD/浪涌保護示例進行介紹。

運用示例：開關、按鍵、按鈕、連接端子等輸入輸出部的ESD/浪涌保護

智能手機、平板電腦等移動設備為手持操作，因此人體的ESD(靜電放電)會導致IC517>受損或錯誤工作。

尤其是開關、按鍵、按鈕、連接端子等輸入輸出部為ESD的發生部位，因此必須采取對策。

通過在輸入輸出部以并聯方式連接貼片壓敏電阻，在節約空間的同時，還是一項高效的ESD對策。

圖1開關/按鍵

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圖2按鈕

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運用示例：音頻(聲音)線路的ESD/浪涌保護

智能手機的揚聲器、麥克風是向電子設備輸入或輸出音頻信號的接口。

通常情況下，其多配置于設備外側，容易受到ESD的影響，從而會經常出現故障或錯誤工作。

尤其是耳機/頭戴耳機插孔，由于會頻發插拔RCA插頭，因此在插入帶電的RCA插頭時會產生ESD，從而在設備內部進行氣體放電的可能性很高，為此必須使用保護器件進行應對。

參考報道：使用貼片壓敏電阻的智能手機音頻線路解決方案指南

圖3音頻(聲音)線路：揚聲器、麥克風

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圖4音頻(聲音)線路：頭戴耳機

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電路圖中的鐵氧體磁珠是用于防止接收靈敏度劣化而插入的噪音對策元件。

使用TDK音頻線路用噪音抑制濾波器后，可減低插入時造成的音頻失真情況，效果更佳。

運用示例：I/O接口的ESD/浪涌保護 [RS-232C/RS-423]

RS-232C/RS-423是連接電腦(主機)與外圍設備(終端)的串行端口接口標準。

在拔出連接器時會造成ESD影響，因此作為對策，需要向各個輸入輸出插針連接貼片壓敏電阻。

使用陣列類型貼片壓敏電阻后便可實現節省空間以及ESD對策的效果。

圖5I/O接口：RS-232C/RS-423

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運用示例：I/O接口的ESD/浪涌保護 [RS-422/RS-485]

RS-422/RS-485是使用雙絞線的差動傳輸方式接口，其可進行1km以上的遠距離傳輸。

但差動信號的電磁失真會引發共模噪音，因此除了用于ESD對策的貼片壓敏電阻之外，還會搭載共模濾波器。

圖6I/O接口：RS-422

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圖7I/O接口：RS-485

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運用示例：I/O接口的ESD/浪涌保護 [USB2.0/USB SS]

USB SS(SuperSpeed)為USB3.0、USB3.1等USB2.0的高端規格。數據傳輸速度為5Gbps，達到USB2.0的大約10倍，實現了超高速傳輸。

USB2.0與USB3.0中的貼片壓敏電阻使用示例如下所示。同時還展示了陣列類型運用示例。用于多個端口時可削減貼裝面積。

圖8I/O接口：USB 2.0

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圖9接口：USB 2.0 (貼片壓敏電阻陣列示例)

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圖10I/O接口：USB SS

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運用示例：I/O接口的ESD/浪涌保護 [HDMI/LVDS]

HDMI是用于電視機與DVD刻錄機等AV設備之間進行連接的高速差動接口，LVDS是用于在電子設備內部基板與基板之間進行連接的高速差動接口。

由于線的數量較多，因此小型陣列類型貼片壓敏電阻可有效削減貼裝面積。

圖11I/O接口：HDMI/LVDS

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運用示例：車載LAN接口的浪涌/噪音對策 [LIN/CXPI、CAN/CAN-FD]

車載電子設備按照通用接口規格進行連接，并由作為車載網絡系統的車載LAN構成。

根據通信速度不同，車載LAN擁有多個種類。

LIN及CAN是電動后視鏡及電動座椅等車體系統車載LAN標準，而CXPI是由LIN發展而來的新標準。

其均采用貼片壓敏電阻作為浪涌對策。

LIN/CXPI為單端傳輸，串聯的線圈/磁珠用于抑制差模(普通模式)噪音。CAN為差動傳輸，因此搭載有共模濾波器來抑制共模噪音。CAN-FD是對CAN通信規格進行擴展后的新標準。

圖12車載LAN接口：LIN/CXPI的浪涌/噪音對策

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圖13車載LAN接口：CAN/CAN-FD的浪涌/噪音對策

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運用示例：車載LAN接口的浪涌/噪音對策 [MOST50]

MOST是用于連接音頻、視頻等車載多媒體設備的車載LAN。由于MOST50可使用價格較低且重量較輕的UTP電纜(非屏蔽、雙絞線)，因此得到了廣泛使用。

圖14車載LAN接口：MOST50的浪涌/噪音對策

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運用示例：車載LAN接口的浪涌/噪音對策 [車載以太網(100Base-T1)]

車載以太網作為可通過汽車周邊監控等車載攝像頭拍攝到的影像等為安全及舒適行駛服務的攝像頭系統車載 LAN ，因此使用數量得到了飛速增長。100Base-T1是使用UTP電纜(非屏蔽、雙絞線)，實現100Mbps傳輸速度全雙工通信的車載以太網。

圖15車載LAN接口：車載以太網(100Base-T1)的浪涌/噪音對策

審核編輯：湯梓紅