应对电路保护设计挑战，WAYON维安帮您选择更合适的电路保护产品
应对电路保护设计挑战，wayon维安帮您选择更合适的电路保护产品，方案设计代理商koyuelec光与电子
5g、新能源汽车、物联网等行业作为新兴产业，一端连接着不断升级的消费市场，另一端连接着飞速发展的科技创新。值得注意的是，各个产业的建设都与半导体技术的发展息息相关，每当终端设备有新的技术突破，就需要与之匹配的半导体器件。与此同时，所有行业的制造商都在不断推动产品性能提升，试图在创新与成熟可靠的解决方案之间达成平衡。以电子保护子系统为例，这些系统保护敏感且成本高昂的下游电子器件（asic、微处理器等），受其特性限制，设计人员面临着平衡设计复杂性、可靠性和成本这一困难任务。
许多传统的保护解决方案通常低效、体积庞大且需要维护。为了解决这些不足，帮助设计人员缩小选择范围，选择更适合的方案，本文分享了一些关于保护元器件的典型应用案例，旨在展示保护产品的特点和建议应用的特性。
#典型应用方案一
手机vcharge端口eos防护
受测设备：手机；
测试标准：iec61000-4-5，1.2/50-8/20us，2ω，eos 350v, dc 24v；
客户端现象：使用单颗12v tvs作为端口浪涌防护器件，浪涌测试后，系统开机fail；
原因分析：失效分析结果显示tvs器件和后级ic均有损坏点。实验室复现失效，器件表面塑封体熔融，器件内部芯片呈现较大区域烧毁点，确定为长时间过电压导致失效；
解决方法：更换24v tvs器件作为端口浪涌防护器件，并搭载型号为wp3116的ovp器件，浪涌测试等级可至350v浪涌等级测试，同时满足dc 24v直流耐压测试；
整改后优势：更换浪涌防护等级更高的24v tvs器件进行浪涌防护，同时残余能量被后级ovp吸收。测试直流耐压时，tvs不动作，ovp进行过压关断，从而起到更好保护。
左图：单颗tvs方案 ；右图：tvs+ovp方案
针对手机vcharge/vbat端口推荐
tvs+ovp保护方案如下：
维安主推保护器件列表
#典型应用方案二
安防dc12v端口浪涌防护
受测设备：安防ipc摄像机；
测试标准：iec61000-4-5，1.2/50-8/20us，2ω，surge 2kv；
市场端情况：市场返修率不断增加；
原因分析：返修品失效分析结果显示保护器件和后级dc-dc均有不同程度的损坏。确认为客户端测试标准提升，浪涌测试从1kv提升至2kv；dc-dc切换为直流耐压较弱产品导致。
解决方法：安防产品多为集中供电，雷电感应能量大，低压器件更易击穿，且雷电能量大，对器件通流能力要求更高，更换为负阻工艺smb封装器件；
整改后方案优势：晶圆n阱推深，获得更优的钳位能力，smb封装承载更大晶圆，极大提高抗浪涌能力，提升整个系统的防护能力。
1.2/50us-8/20us 2ω 2kv
浪涌后系统正常
针对安防ipc dc12v端口浪涌保护方案如下：
维安主推保护器件列表
#典型应用方案三
高速信号线hdmi端口esd防护
受测设备：安防nvr；
测试标准：iec61000-4-2 contact 8kv,air 15kv ；
市场端情况：终端产品在使用过程中，出现信号中断；
原因分析：失效分析结果显示tvs及后端ic均有击穿现象。超清晰传输要求使得ic系统集成度高，常规工艺产产品参数规格无法满足高速信号接口的保护需求；
解决办法：更换scr结构的保护器件作为端口防护。anode接信号端口，cathode连接gnd；当anode遭受esd/eos冲击时，nw/pw结被击穿，晶体管npn和pnp同时导通，进入放大状态，形成正反馈，进入闩锁状态，器件呈现大骤回特性，将电压钳位到极低水平，有效保护后级ic；
整改后方案优势：scr结构器件具有超低钳位电压，通流能力强，超低电容，抗esd能力强等优点，能有效提升系统性能，阵列产品还能有效减小pcb占板面积。
保护器件位置
整机测试系统正常
针对hdmi端口esd保护方案如下：
scr i-v曲线
维安主推保护器件列表
注：维安是国内少数能够自主研发设计scr工艺的保护器件厂商，目前scr工艺产品已非常成熟，已开发出单路、多路等各类封装的器件并实现大规模量产，能更快的响应客户。
#典型应用方案四
汽车抛负载车灯抛负载防护
受测设备：车载日行灯项目主板；
测试端口：dc 24v电源口；
测试等级：iso16750-2 p5a 24v系统；us=202v；t=60s；td=350ms；ri=2ω；10次；
客户端现象：使用sm8s36a 6600w ptvs保护器件，为解决系统emi，将电感置于保护器件之前。测试抛负载5a时，电感冒烟同时tvs击穿，系统供电中断；
原因分析：失效分析结果显示电感损坏，ptvs保护器件击穿。确认因电感功率不够，抛负载电流瞬间击穿电感；
解决方法：将sm8s36a更换为更大功率的sm8t36a保护器件，同时将电感置于保护器件之后，增加散热板，测试通过16750 5a系统抛负载最高等级。
主板裸板上电测试
主板加上散热板上电测试
针对车载各类端口保护方案如下：
为应用选择正确的器件
和所有的产品选型一样，在查找正确的器件前，需要了解系统要求，这点非常重要。工程师在选型时如何才能选择最佳的智能保护元器件呢？
1.知道想要防止的损害是什么；
2.决定当故障情况出现时你想要什么结果；
3.对于“正常”和“异常”的运行状况作出合理设想；
4.清楚任何保护是不可能做到100％的；
5.设计开始时就要规划电路保护方案；
维安选型手册已显示许多可能的应用，如需了解更详细的产品数据，可在网站内查看保护元器件参数表，确定元器件的尺寸时，选择工作电压范围，选择通道数量，筛选功能，缩小可行选项的范围。
OV新机取消指纹识别，2D人脸识别成主流
农村环境实时监测，助推美丽乡村智慧治理
干货：通用三代扁线电机发展历程及其扁线电机制作过程
电子元器件的安装方法
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基于粉尘含量传感器和单片机实现扫路车智能喷水控制系统的设计
智能暖通空调控制原理 暖通空调系统控制传感器推荐
基于DSP CCS2.2实现指纹识别预处理系统
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双卡双待借力5G网络进化 从“4G+5G”到“5G+5G”
全球产业朝着5G毫米波的最佳性能和规模经济影响最大化迈出坚实的一步
恒流多通道动物机器人遥控刺激系统的研制
仓库在运用WMS系统后有着怎样的变化
REST、gRPC、GraphQL及WebHook的对比和选型
人工智能时代，人与机器人如何进行分工协作
PCB等离子清洗设备的维护方法
霍金逝世前的论文曝光 寻找“多元宇宙”证据
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许多传统的保护解决方案通常低效、体积庞大且需要维护。为了解决这些不足，帮助设计人员缩小选择范围，选择更适合的方案，本文分享了一些关于保护元器件的典型应用案例，旨在展示保护产品的特点和建议应用的特性。
#典型应用方案一
手机vcharge端口eos防护
受测设备：手机；
测试标准：iec61000-4-5，1.2/50-8/20us，2ω，eos 350v, dc 24v；
客户端现象：使用单颗12v tvs作为端口浪涌防护器件，浪涌测试后，系统开机fail；
原因分析：失效分析结果显示tvs器件和后级ic均有损坏点。实验室复现失效，器件表面塑封体熔融，器件内部芯片呈现较大区域烧毁点，确定为长时间过电压导致失效；
解决方法：更换24v tvs器件作为端口浪涌防护器件，并搭载型号为wp3116的ovp器件，浪涌测试等级可至350v浪涌等级测试，同时满足dc 24v直流耐压测试；
整改后优势：更换浪涌防护等级更高的24v tvs器件进行浪涌防护，同时残余能量被后级ovp吸收。测试直流耐压时，tvs不动作，ovp进行过压关断，从而起到更好保护。
左图：单颗tvs方案 ；右图：tvs+ovp方案
针对手机vcharge/vbat端口推荐
tvs+ovp保护方案如下：
维安主推保护器件列表
#典型应用方案二
安防dc12v端口浪涌防护
受测设备：安防ipc摄像机；
测试标准：iec61000-4-5，1.2/50-8/20us，2ω，surge 2kv；
市场端情况：市场返修率不断增加；
原因分析：返修品失效分析结果显示保护器件和后级dc-dc均有不同程度的损坏。确认为客户端测试标准提升，浪涌测试从1kv提升至2kv；dc-dc切换为直流耐压较弱产品导致。
解决方法：安防产品多为集中供电，雷电感应能量大，低压器件更易击穿，且雷电能量大，对器件通流能力要求更高，更换为负阻工艺smb封装器件；
整改后方案优势：晶圆n阱推深，获得更优的钳位能力，smb封装承载更大晶圆，极大提高抗浪涌能力，提升整个系统的防护能力。
1.2/50us-8/20us 2ω 2kv
浪涌后系统正常
针对安防ipc dc12v端口浪涌保护方案如下：
维安主推保护器件列表
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受测设备：安防nvr；
测试标准：iec61000-4-2 contact 8kv,air 15kv ；
市场端情况：终端产品在使用过程中，出现信号中断；
原因分析：失效分析结果显示tvs及后端ic均有击穿现象。超清晰传输要求使得ic系统集成度高，常规工艺产产品参数规格无法满足高速信号接口的保护需求；
解决办法：更换scr结构的保护器件作为端口防护。anode接信号端口，cathode连接gnd；当anode遭受esd/eos冲击时，nw/pw结被击穿，晶体管npn和pnp同时导通，进入放大状态，形成正反馈，进入闩锁状态，器件呈现大骤回特性，将电压钳位到极低水平，有效保护后级ic；
整改后方案优势：scr结构器件具有超低钳位电压，通流能力强，超低电容，抗esd能力强等优点，能有效提升系统性能，阵列产品还能有效减小pcb占板面积。
保护器件位置
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主板裸板上电测试
主板加上散热板上电测试
针对车载各类端口保护方案如下：
为应用选择正确的器件
和所有的产品选型一样，在查找正确的器件前，需要了解系统要求，这点非常重要。工程师在选型时如何才能选择最佳的智能保护元器件呢？
1.知道想要防止的损害是什么；
2.决定当故障情况出现时你想要什么结果；
3.对于“正常”和“异常”的运行状况作出合理设想；
4.清楚任何保护是不可能做到100％的；
5.设计开始时就要规划电路保护方案；
维安选型手册已显示许多可能的应用，如需了解更详细的产品数据，可在网站内查看保护元器件参数表，确定元器件的尺寸时，选择工作电压范围，选择通道数量，筛选功能，缩小可行选项的范围。
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