TVS_压敏电阻等保护类器件的布局问题

世上本没有垃圾,垃圾都是放错了位置的资源。 

对于电路来说,保护器件就是其保护作用的关键资源,但如果放错了位置,它就是垃圾;甚至不仅是垃圾,而还可能成为祸害。 

由最近承接的几起电路原理图审核项目来看,触景生情而发出如上的感慨。 

案例1:输入端24V波动,R1和R2常被烧坏。

由电路图分析,R1和R2的作用可能有二,一是限流,二是保护。如果设计起因是出于保护作用的话,24V输入波动较大的时候,R1/R2上过流被烧掉就是正常的,谁让您把它当保险丝使用呢!但是如果出于限流的作用,则TVS的放置位置就值得商榷了。宜把TVS放置在R1/R2的左侧,这样,24V上有波动尖峰输入的时候,先从TVS泄放了,而不会连累R1/R2。

 

图1 

案例2:保护器件对地的通路上不要有其他器件(如图2红圈内器件)(嫌电路死得慢的除外)

TVS 25起作用的时候,泄放电流同时也会流经FB25,虽然这里的FB25的耐流是2A,已有一定的余量,但磁珠的失效后现象是烧断,它一旦断开,TVS的保护作用将不复存在,甚至后面的电路尚不自知,继续工作时再来扰动,则后续电路难保。

而保护类器件失效后的第一现象是短路,以便即使它坏掉也能继续将外来扰动电流泄放掉以保护后续电路。

解决方法就是将k字母下的那条线断开,并用黑虚线将TVS连接到地(如图2)。这里磁珠的作用是在Pin5和Pin6与地之间加一道尖峰的吸收措施实现隔离,所以仍需保留。

图2

由以上两个案例分析,均是因器件放置位置所引起,还有发生过原理图对,但PCB布线错,或原理图错,但PCB确实对的,因这些器件大都是连接在地之间的,出现此类错误也是自然。

大脑空白,不知如何结尾,权当句号,列位看官见谅。

网友1:受启发。 买了 可靠性设计技术及案例解析,在学习中。 另外请教下一个问题, 在开关电源中,MOS管开关控制通断, 电压为24V, 平均电流200mA, 当时考虑mos管的 开关频率有300k,考虑 滤除高频, 准备加磁珠的, 不过后来没有加,用的0欧电阻(0805)来替低,不过现在电阻少量的损坏, 请问下这种会是什么原因。 因为损坏的概率非常低, 实际测试,余量也够的, 请问下这种会是什么原因, 另外如果我换为600欧/100Mhz 阻抗的磁珠会不会更好些,谢谢!

网友2:案例1原图这样用有一定道理:如果TVS管放在电阻左边,在源阻抗很小的情况下,流过TVS的电流很大,这样TVS将很快烧毁,烧毁后电路失去限制电压作用,过高的电路将继续损坏后续电路。为保证后续安全,只要牺牲R1,R2.R1,R2的作用就是增加电源内阻,保证TVS不被烧毁。

网友3:个人认为图1中TVS的位置是没有问题的.如果大的雷击电压进入的话,电阻R1/R2能很好的保护系统,本人就曾经碰到过用户不小心把交流220V接入直流48电源上,如果按照楼主改法,整个电路都会烧掉,TVS根本起不了保护作用,如果按照图一的做法,只会烧毁R1/R2。

网友4:个人分析: 1号电路做法是正确的,只是选择的电阻功率或阻值有问题。 电源端前端直接加TVS不可靠最好换成压敏或者GDT,不然能量级别完全不够,除非你只抵御静电不考虑浪涌,SMA封装TVS,500V(1.2-50uS)浪涌撑死了,短路引起的失效比断路会严重许多。 2号电路做法确实有失妥当,应该是使用者不了解磁珠特性所致。

作者回复:前面几位兄弟(网友2,网友3,网友4)的分析很有道理。百花齐放,百家争鸣,理越辩越明。呱唧呱唧。1、如果放在前面,即使保护了后面电路,但前面电路因为TVS起作用而发生的短路电流风险、TVS抗浪涌不足烧断从而使浪涌电压对后面继续影响的风险,有点恐怖;2、此案例的多发故障是在电阻容易被烧上,综合情况来看,似乎调整电阻的功率更为综合稳妥一点?

网友5:案例1原图这样用有一定道理,R1和R2的作用是限流,选择合适的阻值和功率,就可以实现保护且电阻不损坏; 案例2原图是放置位置不对,楼主的分析是对的。

永不止步步 发表于09-19 13:42 浏览65535次
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