全國各地開始步入夏季。接下來的6-9月,將面臨時而炎熱干燥,時而雷雨狂風的天氣。你有沒有想過,你家的手機電腦、路由器、智能家電在雷雨夜可能遭受著一場"電風暴"的襲擊?
當雷雨交加時,空中舞動的閃電不僅是視覺奇觀,更是電子元器件的致命威脅。直接雷擊或附近雷擊產生的浪涌電壓/電流,如同突然爆發的"電海嘯"——數千伏的電壓、數千安培的電流在微秒級時間內沖擊電路,能量足以瞬間燒毀精密的芯片和電路板。
雷雨天電子設備的"隱形殺手"
01防雷先鋒TVS:高能浪涌的"攔路虎"
TVS(瞬態電壓抑制二極管)如同電子設備的"防雷先鋒",駐守在電源入口、網口、天線接口等關鍵位置。當雷擊浪涌入侵時,它通過"鉗位+泄放"的組合拳保護電路,就像防洪堤在洪水來臨時既要攔住高峰水位,又要引導水流安全排泄。
工作原理:納秒級反應的"電堤壩"
- 高能吸收:并聯在電路與地之間的TVS,如同隱藏的泄洪通道,專門吸收浪涌能量。
- 雪崩擊穿:正常電壓下它是高阻態的"絕緣體",一旦電壓超過閾值,就像堤壩瞬間潰決般進入低阻導通狀態(響應時間僅納秒級)。
- 鉗位保護:導通后將電壓強制限制在安全范圍(鉗位電壓),比如將10000V浪涌鉗制到50V以下。
- 能量泄放:浪涌電流通過TVS安全導入大地,避免流入敏感電路。
防雷必備特性
02精密保鏢ESD:細微威脅的"終結者"
ESD(靜電放電保護器)雖不像TVS那樣能應對強電沖擊,卻是處理"電子微威脅"的高手。它如同精密儀器的貼身保鏢,專門對付靜電放電(如人體觸摸產生的上萬伏電壓)和雷擊感應的高頻瞬變,這些威脅能量雖小,卻可能干擾芯片的正常工作。
技術優勢:皮秒級響應的"精準防御"
- 超快速度:響應時間達皮秒級(1皮秒=1萬億分之一秒),比TVS快1000倍以上
- 超低鉗位:能將電壓鉗制在幾伏到十幾伏,保護像CPU引腳這樣的敏感部位
- 低寄生電容:電容值僅0.5-幾pF,不會影響USB、HDMI等高速信號的傳輸質量
- 多重防護:除了防雷殘余干擾,還能防御人體靜電和電路板感應噪聲
與TVS的關鍵差異
TVS+ESD的黃金搭檔形成一個完善的防雷系統。
第一道防線:在電源、網口等入口處部署高功率TVS(或防雷模塊),泄放90%以上的浪涌能量;
第二道防線:在芯片附近安裝ESD保護器,處理殘余的高頻干擾和靜電;
輔助防御:搭配保險絲(防過流)、電感(限流)、濾波電容(平滑電壓)。
實際應用案例
家用路由器:電源接口TVS+網口ESD組合,防止雷擊通過電源線和網線入侵;
工業控制設備:在RS485通信端口使用TVS+ESD多級防護,應對野外復雜電磁環境;
智能手機:主板上的ESD保護器保護觸摸屏、攝像頭等接口,防止靜電和感應噪聲。
給電子設備的"防雷小貼士"
1. 器件選擇:根據使用場景選TVS(如電源用100A以上Ipp)和ESD(高速接口選<1pF電容);
2. 接地設計:防護器件需就近接地,接地阻抗越低,防雷效果越好;
3. 日常維護:雷雨頻發地區可安裝電源防雷器,重要設備建議拔掉插頭 4. 電路布局:讓TVS盡量靠近端口,ESD盡量靠近被保護芯片。
當雷雨季節來臨,這些看不見的"電子安全衛士"一直默默守護著我們的設備。TVS以強悍的能量承受力充當"先鋒部隊",ESD以精密的防護能力作為"特種部隊",兩者各司其職又緊密配合,共同構建起抵御雷擊浪涌的堅固防線。了解它們的工作原理,不僅能讓我們更科學地保護電子設備,也能感受到電子防護技術中蘊含的智慧與巧思。
JINGYANG
晶揚電子 | 電路與系統保護專家
深圳市晶揚電子有限公司成立于2006年,是國家重點專精特新“小巨人”科技企業、國家高新技術企業、深圳知名品牌、廣東省制造業單項冠軍產品、深圳市制造業單項冠軍企業,知識產權示范企業,建成廣東省ESD靜電保護芯片工程技術研究中心,榮獲中國發明創業獎金獎等。是多年專業從事IC設計、生產、銷售及系統集成的集成電路設計公司,在成都、武漢和加拿大設立有研發中心,擁有超百項知識產權和專利,業內著名的“電路與系統保護專家”。為各類電子產品提供全方位、全覆蓋的靜電保護、高邊開關等保護方案。
主營產品:ESD、TVS、MOS管、DC-DC,LDO系列、工業&車規傳感器、高邊開關(HSD)芯片、電流傳感器、汽車開關輸入芯片等。
審核編輯 黃宇
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