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优恩半导体一体化温度变换器电源端口雷击浪涌2KV测试整改案例
优恩半导体 | 2023-05-06 10:37:19    阅读:330   发布文章

本次一体化温度变换器电源端口雷击浪涌2KV测试整改案例,可应用产品为优恩TVS管(5.0SMDJ30CA)与肖特基二极管(SS310BG)。
一体化温度变换器,可将温度信号转换为二线制4~20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等,实现对温度的精确测量和控制。产品如下图所示:

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一体化温度变换器

据客户反映在进行雷击浪涌测试后,产品不能工作,根据需达到雷击浪涌2KV,等级A的客户要求,优恩工程师做出以下测试整改:

1.整改前,一体化温度变换器的电源电路如下所示:

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2.经分析电路,先做如下整改:将TVS管移至防反二极管(1N4148)前端,并将单向TVS管换成双向TVS(5.0SMDJ30CA);保证防反电路功能不会因TVS管而失效。经测试雷击浪涌2KV,数码管显示屏灭,产品重启;测量主板电路发现防反二极管(1N4148)也失效短路。

3.综合以上现象,再次作如下整改:考虑到可能是防反二极管(1N4148)的最大峰值电流较小,这里替换成我司的肖特基二极管(SS310BG),提升了二极管的最大峰值电流。同时针对数码管显示屏灭,产品有自动重启现象;我们通过示波器在LM317的引脚1输出端用抓取波形发现,当施加雷击干扰后,此处有较高的尖峰脉冲,并有瞬间的电压跌落;因此在LM317的引脚1处对地加10uF电容,整改后原理图如下所示:

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4.最终经如上整改措施,工程师在测试雷击浪涌2KV时,产品能够正常工作,并满足了 IEC61000-4-5 电源接口防雷等级±2KV,等级为A的测试要求。

优恩TVS管(5.0SMDJ30CA)型号,拥有瞬态功率大(5000W)、小封装(SMC封装)、快速的响应速度以及极低的钳位电压等优势。对比常规两级防护方案的防护能力也不逊色。肖特基二极管(SS310BG)型号,属SMB封装,正向电流较大,可满足此次测试要求,而常规的1N4148二极管,正向电流比较小,通常不超过1A。虽然线路中施加雷击浪涌后绝大部分能量从TVS管已经泄放掉,但也仍有部分能量会传递到后端。

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