淺談PCB布局布線對TVS防護效果的影響

FY飛月 2020-05-01

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前言

TVS二極管是過壓防護最常用的器件，在器件正確選型后，是否就完成了設計呢？如何使TVS在電路中應用的效能最佳？印制電路板的布局布線至關重要，通過合理放置TVS的位置、接地選擇、寄生電感和回路區的處理，科學合理地進行PCB的布局布線，才能使TVS的效能最佳化。

TVS放置位置的選擇

TVS器件盡量接近噪聲源，確保浪涌電壓可以在脈沖耦合到鄰近PCB導線之前被鉗位。

接地選擇

保護電路應將浪涌電壓分流到機殼接地，將浪涌電壓直接分流到集成電路的信號地會引起接地反彈。用相對短和寬的接地導線減小阻抗可以改善單個接地PCB上TVS二極管的鉗位性能。

走線選擇

TVS布線要避免自感。ESD是巨變突發的脈沖，很可能會在回路中引起寄生自感，進而對回路形成強大的電壓沖擊，并可能超出IC的承受極限而造成損傷。負載產生的自感電壓與電源變化強度成正比，ESD沖擊的瞬變特征易于誘發高強自感。

減小寄生自感的基本原則是盡可能縮短分流回路，必須考慮到包括接地回路、TVS和被保護線路之間的回路以及由接口到TVS的通路等所有因素。所以TVS器件應與接口盡量接近，與被保護線路盡量接近，這樣才會減少自感耦合到其它鄰近線路上的機會。

環路區域

減小高速數據和接地線形成的環路區域可降低輻射和射頻的影響。特別是導線較長時，緩解環路題目的一種有效方法是在PCB設計中包含一塊接地板，增大TVS管，為集成電路之間的分離間隔提供隔離。但它會增大環路區域。

應用

另外可應用下述原則對線路進行優化：

1、盡量將接口安排在同一個邊上；

2、避免被保護回路和未實施保護的回路并聯，避免在保護線路附近走關鍵信號線；

3、如果接口處既有濾波又有防護電路，應該遵從先防護后濾波的原則。防護電路用來進行外來過壓和過流抑制，如果將防護電路放置在濾波電路之后，濾波電路會被過壓和過流損壞。

4、將復位、中斷、控制信號遠離輸入/輸出口，遠離PCB的邊緣和放電點；

結語

使用TVS二極管對電子產品實施ESD保護是一種方便、有效和可靠性高的途徑，器件的選型和PCB布局布線同樣重要，希望通過此文的簡單介紹，能幫助大家加深對TVS的PCB布局設計的理解，提前做好PCB的優化設計，一勞永逸。

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