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[参考译文] TVS0500：提供外部恶劣环境保护-必需

admin
Guru**** 652440 points
Other Parts Discussed in Thread: TVS1400, TVS0500
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/666327/tvs0500-protection-from-external-harsh-environment---required

部件号：TVS0500
主题中讨论的其他部件：TVS1400，

您好，

我设计的产品具有控制器和通信模块。 控制器模块将安装在地下的凹坑中。 通信模块将安装在地面上。 这两个模块都暴露在外部恶劣环境中。 控制器和通信模块之间的距离为10米(最大值)，并通过电缆连接。 这两个模块之间的最大数据速率为1Mbps。 地面噪音主要是由外部环境因素(如闪电，雷暴等)造成的。 有时，噪音可能是由于外部因素的干扰，如ESD，外部EMI源的辐射等。我希望确保模块之间的通信是可靠的，并且在这种恶劣环境中模块内具有适当的保护。

由于各种原因，我正在寻求单端和差分信号以及这两个模块之间的电源线。 这些信号上的电压水平如下所示。

A) 3V电平的单端信号

B)差分信号，+/- 12伏电平

c) 3V电平的电源线(VCC和GND)

您能否推荐具有足够信道的合适IC，以保护我的以下信号组合在这种恶劣环境中免受各种可能的噪音影响？ 请注意，保护要求最好是双向(保护正噪或负噪)。

1) 1个单端信号以及VCC和GND

2) 1个差分信号以及VCC和GND

此致，

Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 652440 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    维卡-


    感谢您与我们联系。 对于雷电保护，您需要参考数据表中的IEC6.1万-4-5规格，这是用于模拟雷击电涌的最苛刻的通用EMC标准。正如您所指出的，我们的TVSxx00系列设备设计用于在这些应用中提供保护。 有关我们的拓扑和设备优势的说明，请参阅我们最新发布 的白皮书。 请注意，我们的所有设备都将防止正负噪音-单向与双向规格是指系统的可用工作电压。 在这种情况下，我认为TVS0500和TVS1400可能是您的设计的好选择。

    您似乎在寻找多渠道解决方案。 遗憾的是，对于提供避雷保护的设备，由于设备的大小，通常所有选项都是信号通道，但当然也有例外。 但是，我们目前所有的设备都是单通道的。

    A)我们的TVS0500应适合此应用。 我们提供43A的防雷保护，我们的电容/瞬态触发应能使您在低电压摆动时每秒达到1Mbps (500kHz)。

    B)此选项可能比较棘手，因为它是双极信号。 根据速度的不同，您可能能够在背对背配置中使用两台TVS1400 (类似于 TVS3300双向特性 描述应用程序说明中所述)，但如果它以1Mbps的速度运行0-14V，我们将遇到瞬态触发的问题。 如果此差分信号小于200kbps，则应该可以正常工作。 如果大于200kbps，很遗憾，我不确定我们目前是否有解决方案，尽管我们即将推出的一些设备可能会有所帮助。 这也是一个更尴尬的配合，因为您最好需要一个双通道设备，而我们目前还没有这种设备。

    C) TVS0500也是这方面的理想选择，为电源线提供了良好的保护。

    希望这将帮助您更好地了解我们的功能！ 我们的平夹系列应该能够提供强大的保护级，尺寸非常小，泄漏率低，从而提供帮助。 如有任何疑问，请随时跟进，如有疑问，请直接通过alec.forbes@ti.com联系我们。

    谢谢！

    Alec

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    TI__Guru**** 652440 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好，Alec，

    感谢您的详细说明。

    TVS0050的9.2V钳位是否足够用于以3V电平运行的信号/功率？ 或者，我是否需要降低夹紧电压以获得更好的保护？ 敬请推荐。

    我忘了提及我们的产品是电池供电设备。 因此，我们的系统中没有真正的地面/地球供应(与真实地球的连接)。 TVS0500/TVS1400是否1400是否也可以保护我们的系统？ 如果不是，我是否需要在系统中配置某些内容以克服此限制？ 请予以澄清。

    由于您的设备是单通道的，因此我需要在产品中提供3到4个这样的IC。 相反，我还在考虑是否应该提供电缆屏蔽，并在屏蔽和GND引脚之间单独提供一个IC。 从EMI的角度来看，提供屏蔽也可能是有益的。 请告诉我你对这一方法的看法。

    此致，

    Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 652440 points
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    维卡-

    要确定夹持电压是否足够低，请查看IC ABS最大值。 一般情况下，应将浪涌保护夹持电压保持在低于此值以确保可靠性，但是，由于是瞬态的，因此通常可以轻微违反。 我会检查一下您的IC是否可以维持9.2V电压。

    至于缺乏真正的基础，这不会造成问题。 TVS二极管的作用是钳制输入端的电压，因此，只要它为任何故障电流提供并联电流路径，将它们连接到输入和虚拟接地之间就能正常工作。

    屏蔽电缆确实有助于防止外部耦合电涌(如闪电)，但不能提供完美的保护，因为它不能在内部夹住任何电涌(IE电源开关，热插拔)。 电缆的价格也相对较高。 这当然是一个选项，但我通常会推荐最佳做法，因为每条线路上都有TV二极管，可能会暴露在故障中。 从EMI的角度来看，电视还可以防止ESD/EFT脉冲并帮助保护系统。

    谢谢！
    Alec
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    TI__Guru**** 652440 points
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    您好，Alec，

    由于我的产品是电池供电的，因此我正在寻找旨在降低功耗的IC。 因此，IC的电源电压范围不大，因此其绝对最大额定值范围为-0.3V至+6V。 您认为我是否仍然可以为这些IC选择TVS0500？ 或者我应该考虑其他IC吗？ 如果有更好的选择，请提出建议。

    我知道TVS二极管提供到接地的故障电流路径，从而保护其连接的IC引脚(线路/信号)。 然而，这种电流/能量必须在系统中以某种方式消散，或者应该绕过到真实的地球上。 由于我们的产品由电池供电(电路极少)，并且没有通往真实地球的路径，因此能量包含在产品本身内，并且可能会损坏产品内的某些部件(通过地面)。 如果我的理解错误，请予以更正。 请建议如何避免这种情况。

    我们的产品功耗非常低，电流在极少数情况下几乎不会达到数十mA (<仅限1 % 时间)。 此外，安装产品后，我们不会进行任何热插拔。 因此，我可以说，产品内的任何地方都不会产生任何内部电涌/瞬变。 考虑到这一点，请建议哪一种选择更好-(i)屏蔽线上有一个TVS二极管，或(ii)信号/电源线总共有3-4个TVS二极管。

    由于我希望我的产品的使用寿命至少为10年，因此我非常关心产品的质量和可靠性。 请相应地提出上述建议。

    此致，

    Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 652440 points
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    Vikas，

    您正在尝试保护什么IC？

    我并不一定同意你的论点，即能量将包含在你的基准地面平面中，因为能量应作为热量通过你称之为地面的平面散发。 现在，如果接地平面不够大或散热(不是一个真实的词，但仍然存在)，那么您的设备可能会损坏，但这可能是由于热故障造成的。

    您能否发送您提议的示意图？ 我对使用1台电视或3-4台的设置感到困惑。 我的电子邮件是c-phillips@ti.com

    就可靠性而言，我们已通过数据表中提到的5000 浪涌脉冲运行TVS0500，夹持性能没有变化。

    此致，

    Cameron

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    TI__Guru**** 652440 points
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    您好，Cameron，

    我正在尝试保护微控制器，它的绝对最大范围是-0.3V至+6V。 它的电源电压范围是2.0V至3.6V，我在我的产品中为它提供3.0V的电压。 请建议如何保护其引脚免受电涌的影响。

    是的，能量会尝试在地面范围内消散。 但我的产品只是一个2层板，我没有任何专用的地面飞机。 然而，我在任何地方都提供地面。 我决定只使用2层，因为切换频率非常低(最大1MHz，特别是开关稳压器)， 模拟电路的临界性较低，而且很少有其他非关键方面。 但是，成本是考虑在4层PCB上使用2层的重要因素。 考虑到这一点，我担心零件可能会受到地面倾/痕迹的影响。 如果你对此有任何想法，请告诉我。

    我有一根连接我的产品的两个不同模块的电缆。 此电缆暴露在恶劣的外部环境中，长度可能为3米。 此电缆有5根电线：1根单端信号，3根不同的VCC线路和1根GND线路。 如果我必须保护，我需要使用4个TVS二极管。 但是，我可以认为同一根带屏蔽的电缆，屏蔽线上的1英寸二极管足以保护其中的5根电线。 所以，我想权衡这两个选择，并寻求一个更好的选择。 希望您已了解这两个选项。 请建议哪种方法更好。

    感谢您确认TVS0500非常可靠。

    此致，

    Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 652440 points
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    维卡-

    由于电通过TV二极管燃烧，所以能量会逐渐消失，所以我认为应该没有问题。 如果不进行实际测试，就很难给出确切的细节，但鉴于您的系统预计在低功耗下运行，并且几乎不可能出现内部电涌，您唯一的风险将是外部电耦合(如闪电)造成的。 鉴于此，我认为您应该使用屏蔽电缆，因为这样可以保护内部布线，并为您的设备机箱提供低阻抗路径。

    谢谢！
    Alec
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    您好，Cameron/Alec，

    我正在尝试保护微控制器和另一个IC免受电涌的影响，它们的绝对最大范围0.6 分别为-0.3V至+6V和-0.3V至(VCC+VCC)V。 他们的电源电压范围是2.0V至3.6V，我在我的产品中为他们提供3.0V的电压。 TVS0500具有9.2V钳位电压，我认为它不能保护这些IC。 请建议如何保护其引脚免受电涌的影响。

    谢谢，此致，

    Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 652440 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    Vikas，
    正如Alec之前所说的，最好确保夹持电压低于ABS最大值，但如果可能会在短时间内发生超限，则可能会发生这种情况。 查看的唯一方法是使用保护功能实际测试您的系统。 您使用的微控制器是什么？ 如果您希望通过电子邮件向我发送一个示意图：c-phillips@ti.com，我可以看到您正在使用的零件。
    否则，我们目前没有一个可以钳制到6V的解决方案。 但是，我们已经意识到这一差距，并计划在未来使用更低的夹紧装置。

    此致，
    Cameron
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    TI__Guru**** 652440 points
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    您好，Cameron，

    感谢您的澄清。 除钳位电压外，还有Vrwm (反向平衡器电压)和VBR (击穿电压)。 除了VC (夹钳电压)之外，我还在考虑这两种电压。 我了解VC必须小于Vabs (针脚上的ABS最大电压)。 对于我的系统，理想的Vrwm和VBR电压是多少？ 如您所知，我的系统使用3.0V电源电压，6V是引脚的绝对最大额定值。

    您是否有任何迹象表明何时准备好使用6V钳电压解决方案？

    此致，

    Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 652440 points
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    维卡-

    很遗憾，我不能公开评论龙城的发展。 如您所见，在您的情况下，您需要一台VBR为~3.3V且VCLAMP低于6V的设备。 能够执行此操作的设备非常少。 这就是为什么我们说，尽管这不是理想的情况，但最好还是稍微违反Vabs max -因为不幸的是，没有IC提供理想的解决方案。

    谢谢！
    Alec