一、摘要
直流电是一种电流方向始终保持不变的电流形式,不随时间作周期性变化,其具有稳定性好、易于转换、传输损耗小等特点,是许多设备和系统不可或缺的电源供应方式。电源作为电子产品的“心脏”,它能否稳定可靠的运行,直接决定着产品最终的可靠性,实际应用中复杂的电磁环境,导致设备及易遭受静电或其它感应过电压等情况的影响而损坏,所以通过静电整改增强电源接口的静电防护能力极为重要。
静电是生活中常见的问题,静电放电有可能会影响设备的使用。我们以湖南静芯静电整改的一个交换机为案例,分析复位电路在静电防护方面可能遇到的问题。
二、问题描述
该产品通过HDMI接口连接显示屏,可通过屏幕变化显示系统状态。在进行静电测试过程中,我们发现用静电枪打DC电源接口附近时非常容易出现花屏和无信号现象,且需要人为重启才能恢复正常,说明DC电源接口附近的静电防护能力较弱。
三、整改过程
根据该产品电路图进行分析,我们发现该产品使用的是12V供电,但是电源接口附近并没有加静电防护器件。电源接口在进行插拔或者充电瞬间,有可能会受到大电流浪涌冲击,所以电源接口附近需要加上TVS器件,对电源电路进行静电防护、过压保护和浪涌抑制。
在进行TVS选型时,其工作电压一般是电路最高工作电压的1.2倍。我们在电源接口附近加了一颗湖南静芯的TVS防护器件SMBJ15A,其电气特性表如下表2所示,该器件工作电压为15V,钳位电压为24.4V。由实际测试结果可知,替换后产品性能显著提升,用静电枪打DC电源接口附近的测试结果如下表1所示。
IEC空气放电,测试电压+12kV,测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时,出现无信号黑屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时,出现无信号黑屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时,出现红色花屏 | 3 | 正常 |
IEC空气放电,测试电压-12kV,测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时,出现无信号黑屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时,出现红色花屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时,出现红蓝色花屏 | 3 | 正常 |
IEC接触放电,测试电压+8kV,测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时,出现无信号黑屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时,出现红蓝色花屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时,出现画面模糊 | 3 | 正常 |
IEC接触放电,测试电压-8kV,测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时,出现红色花屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时,出现无信号黑屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时,出现无信号黑屏 | 3 | 正常 |
表1 测试结果对比表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VR | 15 | V | |||
Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 16.7 | 18.5 | V | |
Test Current | IT | 1 | mA | |||
Maximum Clamping Voltage | VC | IPP=24.6A | 24.4 | V | ||
Maximum Peak Pulse Current(tp=10/1000us) | IPP | 24.6 | A | |||
Maximum Reverse Leakage | IR | VRWM=15V | 1 | uA |
表2 SMBJ15CA电气特性表
通过上述整改措施,我们成功帮助客户解决了电源接口部分的静电防护问题,确保了设备的稳定运行。湖南静芯作为专业的静电防护方案提供商,期待与您分享更多实战案例与解决方案。