手機電路的浪涌防護和TVS應(yīng)用的電路實例

AleadingTVSSupplierAleadingTVSSupplierProTek公司產(chǎn)品總代理：MaxBrightC&CCompany（中明科技有限公司）香港辦事處：香港九龍官塘成業(yè)街６號摩登倉２７０２室電話：+852-23447899傳真：+852-23440290EmailID:sales@.hk深圳聯(lián)絡(luò)處：深圳市福田區(qū)華強北路賽格廣場1805B室電話：(0755)61361080-82傳真：(0755)61361086“手機”電路的浪涌防護和TVS應(yīng)用的電路實例一.手機電路簡介現(xiàn)代數(shù)字移動電話的智能化越來越高,而其體積.重量則不斷降低,使本已很復(fù)雜的”手機”設(shè)計又造成巨大壓力,做為TVS的供應(yīng)商我們應(yīng)給予技術(shù)支持把最新.體積最小的.功能齊全的TVS組合芯片介紹給廣大用戶---這就是我們香港中明科技有限公司的服務(wù)宗旨。數(shù)字移動電話的電路基本由射頻/數(shù)字信號處理/終端接口/電源管理等部分組成,其中:*射頻電路包括:接收器.發(fā)送器.頻率合成器和功放。*數(shù)字信號處理包括:數(shù)字信息處理和信號控制器。*終端接口包括:液晶顯示/背光電路;鍵盤/鍵盤背光電路;SIM卡的CPU讀卡電路;耳機/麥克風(fēng)/振鈴電路;數(shù)據(jù)接口;數(shù)字接口等。*電源管理電路包括:用低壓差線性穩(wěn)壓器{LDO}分別為功放/RF和模擬電路/DSP及其它數(shù)字電路/LCD供電等。二.”手機”電路中需要進行”浪涌沖擊”防護的部位有：SIM卡的CPU讀卡電路;鍵盤電路;耳機.麥克風(fēng)電路;數(shù)據(jù)接口;電源接口;數(shù)字接口{USB};彩屏LCD驅(qū)動接口;LCD背光電路。[LCD背光電路在制造時已經(jīng)采取了TVS保護措施]三.手機的”電磁兼容”{EMC}的試驗和測試內(nèi)容有：靜電放電抗擾度測試;電磁輻射騷擾抗擾度測試;電快速瞬變脈沖群抗擾度測試;共模/差模浪涌沖擊抗擾度測試;射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度測試;電壓暫降和短時中斷抗擾度測試。EMC的測試和審核是保障受試產(chǎn)品不受”電磁干擾”或產(chǎn)生”電磁干擾”,抑制靜電放電[ESD].電快速瞬變脈沖群[EFT]和共模/差模浪涌沖擊[SURGE]均需要使用TVS做防護。*EMC測試:[1].抗瞬態(tài)騷擾的性能判據(jù)1).試驗時,手機應(yīng)建立并保持”通信連接”;2).試驗后手機應(yīng)能正常工作,不能發(fā)生用戶可察覺的通信質(zhì)量降低.控制功能喪失或存儲數(shù)據(jù)丟失,并繼續(xù)保持通信連接。[2].試驗1.{ESD}靜電放電抗擾度試驗*對于”接觸放電”應(yīng)能通過±2KV和±4KV的試驗等級;*對于”空氣放電”應(yīng)能通過±2KV.±4KV和±8KV的試驗等級。2.{EFT}電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗*信號/通信/控制端口的試驗電平為開路電壓0.5KV;*DC電源輸入端口的試驗電平為開路電壓1KV;*AC電源輸入端口的試驗電平為開路電壓2KV。3.{Surge}浪涌[沖擊]抗擾度試驗*通信端口的線對地,試驗電壓為開路電壓0.5KV;*AC電源端口的線對地,試驗電壓為開路電壓1KV;*AC電源端口的線對線,試驗電壓為開路0.5KV。#在手機的測試和審核時主要是測試手機每個端口對ESD騷擾的防護能力。四.瞬態(tài)電壓抑制器{簡稱:TVS}的嵌位特性瞬態(tài)電壓抑制器,英文:TransientVoltageSuppressor簡稱:TVS。TVS的特性曲線中有”關(guān)斷電壓”[Vwm].雪崩電壓{也稱:起控電壓}[Vbr]和嵌位電壓[Vc],關(guān)斷時TVS呈開路狀態(tài).選用TVS時”關(guān)斷電壓”要略大于電路的工作電壓,當(dāng)浪涌沖擊電路時TVS會進入”起控點”此時TVS產(chǎn)生”雪崩”其內(nèi)阻開始變小,浪涌電流通過這個內(nèi)阻開始分流直至達到”嵌位電壓”將浪涌電流全部分流從而保護電路不受侵害。TVS響應(yīng)速度快[1ns].通流量大[數(shù)十安培].極間電容小[Pf].浪涌沖擊后自行恢復(fù),由于是多路組合的芯片.體積小,便于PCB板的有效接地利于電路板設(shè)計,是理想的防護器件。條件：Rg﹥Rs+Rload﹥RSVoutput=VBR+Rs*Vg/Rg:(IEC61000-4-2的標(biāo)準(zhǔn))Vg=8KV2)Rg=330Ω3)PSOT05的Rs=0.14Ω4)PSOT05的VBR=6V③Voutput＝10V(PSOT05)五.手機電路的TVS應(yīng)用1.SIM卡的CPU讀卡電路的浪涌防護(1)ESD防護應(yīng)用器件型號:SRV05-4[SOT-23封裝](2).器件特色:ESD保護大于40KV(3).SRV05-4用來保護”電源”/復(fù)位/時鐘/數(shù)據(jù)免受”靜電放電”騷擾。(4).工作特性:功率耐量[Ppp]:500W;最大耐流量[Ipp]:43A;關(guān)斷電壓[Vwm]:5V;起控電壓[Vbr]:6V;漏電流[Id]:小于5μA;極間電容[C]:小于3.5Pf。(5).浪涌防護的工作原理:1).Vcc直接通過TVS進行浪涌防護,當(dāng)Vcc有浪涌騷擾時TVS會將其嵌位;2).時鐘信號/數(shù)據(jù)信號分別接到由”高速控制二極管”組成的”橋式”檢波電路的輸入端,浪涌電壓經(jīng)檢波后由TVS進行嵌位,從而保護了時鐘/數(shù)據(jù)的正常工作;復(fù)位/編程的ESD保護是同樣的原理;3).對于ESD騷擾無論是正還是負(fù)都必需流過”橋”的一個控制管和TVS,這兩者是串聯(lián)關(guān)系串聯(lián)之和就是”極間電容”小于3.5Pf,因此避免了對信號的分流或造成畸變,漏電流小于5μA不會對功耗產(chǎn)生影響由于是一個完整的保護電路使用起來非常方便。*SRV05-4共兩個“橋”可保護四條I/O線。2.鍵盤電路的浪涌防護為保障”鍵盤驅(qū)動電路”免受ESD,EFT侵害，鍵盤控制電路的每一行.每一列都需要接一個TVS做保護,由于頻率不高所以對TVS的極間電容要求不嚴(yán),可以選用標(biāo)準(zhǔn)電容的”雙向”TVS做全方位的保護。(1).ESD防護應(yīng)用器件型號:*U0402FC08C[倒裝芯片]PKCFC08C[可焊型倒裝芯片]RSB6.8[SC-79封裝](1).ESD防護應(yīng)用器件型號:U0402FC08C[倒裝芯片]PKFC08C[可焊接倒裝芯片]PSD08C[SOD-323封裝]U0406FC08C[倒裝芯片](2).器件特色:雙向TVS可全方位保護,ESD保護大于25000V;*體積非常小。(3).作用:用來泄放鍵盤上的ESD使”鍵盤驅(qū)動器”可靠工作。(4).工作特性:U0402FC08CPKCFC08CPSD08CU0406FC08C功率耐量[Ppp]:250W250W500W250W最大耐流量[Ipp]:13A13A17A13A關(guān)斷電壓[Vwm]:8V8V8V8V起控電壓[Vbr]:8.5V8.5V8.5V8.5V漏電流[Id]:10μA10μA10μA10極間電容[C]:小于75Pf小于75Pf小于150Pf小于75Pf*註:U0406FC08C是五路雙向的組合芯片只用一片即可保護”五行”或”五列”。3.耳機/麥克風(fēng)電路的浪涌防護為保障”多模轉(zhuǎn)換器”免受ESD.EFT的侵害,防止麥克風(fēng)和耳機導(dǎo)線引入高頻干擾實現(xiàn)高質(zhì)量的語音通信,在耳機/麥克風(fēng)電路采用有EMI抑制功能的TVS,它既能泄放麥克風(fēng)/耳機以及手持聽筒上的靜電又有一個RC型低通濾波器很高的通頻帶可抑制各種干擾從而保證語音的高質(zhì)量。(1).EMI抑制和ESD防護應(yīng)用器件型號:STF701[SC-70封裝];EMIF01-100/150[SC-70封裝];(2).器件特色:超小型;有兩路EMI抑制濾波器的TVS,ESD保護大于25000V。(3).作用:泄放靜電;抑制0-200Mhz通頻帶內(nèi)的各種干擾噪聲。(4).工作特性:STF701EMIF01-100EMIF01-150功率耐量[Ppp]: 175W18W18W關(guān)斷電壓[Vwm]:5V3V3V起控電壓[Vbr]:6V 6V6V漏電流[Id]:5A0.5A通頻帶{-3db}:40Mhz220Mhz200Mhz插入損耗:8db6db8db特別提示:STF701.EMIF01-100.EMIF01-150由于有”RC”型濾波器它的插入損耗在電路的增益分配中需要給予充分的補償。*上述電路適用于高檔手機,對于一般的手機使用ESD防護的器件型號和電路如下:*應(yīng)用PSMF05[SC70封裝]或SFC05-4[倒裝芯片]1.3腳接地/4.5腳接耳機或麥克風(fēng)即構(gòu)成兩個雙向的保護電路,每一片只需幾角錢而且體積非常小是個理想的方案。 TVS的嵌位性能:有EMI抑制功能的型RC濾波器它的兩個”C”是由兩個TVS的極間電容按照通頻帶的計算值而制造的所以既是”C”又是TVS,它與ESD信號源和負(fù)載的匹配及Vin.Vout的關(guān)系如下圖:Vin=(RgVbr+RsVg)/RgVout=(RVbr+RsVin)/R4．?dāng)?shù)據(jù)接口的浪涌防護用于存放手機的機身號碼.鎖急碼.電話號碼薄及其它設(shè)置的”數(shù)據(jù)接口”與微處理器和存儲器連接為保障微處理器/存儲器免受ESD.EFT騷擾需在”數(shù)據(jù)接口”使用TVS泄放靜電使微處理器/存儲器可靠工作。(1).ESD防護應(yīng)用器件型號:SMF05C[SC-70封裝]PSMF05[SC-70封裝](2).器件特色:超小型封裝,單向5個TVS組合芯片,ESD保護大于25000V。(3).器件作用:泄放”數(shù)據(jù)接口”所感應(yīng)的靜電.保障微處理器的可靠工作。(4).工作特性:SMF05CPSMF05功率耐量[Ppp]:100W100W最大耐流量[Ipp]:10A9A關(guān)斷電壓[Vwm]:5V5V起控電壓[Vbr]:6V6V漏電流[Id]:5A極間電容[C]:60Pf60Pf5.電源接口的浪涌防護為防止ESD.EFT對”電源接口”的騷擾和電源導(dǎo)線引入的雜散高頻干擾,在”電源接口”或”外部連接器”的電源輸入端口施加TVS進行防護。圖五是共模/差模都有保護能力的ESD防護電路,使用PSOT05C[0.8元/片]即可有效地保護電源接口免受ESD侵?jǐn)_。(1).ESD防護應(yīng)用器件型號:PSOT05C[SOT-23封裝](1).ESD防護.應(yīng)用器件型號:PSOT05C[SOT-23封裝]PSD05.PSD05C[SOD-323封裝](2).器件特色:超小型封裝,單向TVS和雙向TVS。(3).器件作用:泄放”電源接口”所感應(yīng)的靜電并濾除雜散高頻干擾信號。(4).工作特性:PSOT05CPSD05PSD05C{雙向TVS}功率耐量[Ppp]:500W500W500W最大耐流量[Ipp]:42A42A28A關(guān)斷電壓[Vwm]:5V5V5V起控電壓[Vbr]:6V6V6V漏電流[Id]:20A10極間電容[C]:210Pf350Pf175Pf6．?dāng)?shù)字接口{USB}的浪涌防護手機的USB{通用串行總線}接口有兩條數(shù)據(jù)線由于數(shù)據(jù)傳輸速率很高可以連接到任何一臺具備USB接口的PC機上傳送數(shù)據(jù),為防止ESD.EFT的騷擾和噪聲干擾需要用TVS進行防護。(1).ESD防護應(yīng)用器件型號:PSR05[SOT-143封裝](2).器件特色:器件由一個橋式電路和一個TVS組成,”橋”由高速控制二極管制造.共有兩個輸入端和兩個輸出端,在輸出端接有TVS是一個超小型的組合芯片電路,當(dāng)ESD騷擾時無論是正還是負(fù)都會通過”橋”的一個控制二極管反應(yīng)在輸出端由TVS進行嵌位而連接”數(shù)據(jù)線”對地的ESD防護是由一個控制二極管和TVS串聯(lián)組成,它的響應(yīng)速度極快.極間電容很小,所以是理想的保護模式。(3).器件作用:有效泄放ESD.EFT,濾除各種雜散干擾。(4).工作特性：PSR05功率耐量[Ppp]：500W最大耐流量[Ipp]：28A關(guān)斷電壓[Vwm]：5V起控電壓[Vbr]：6V漏電流[Id]：5極間電容[C]：10Pf7．彩屏LCD驅(qū)動接口的噪聲干擾/ESD防護彩屏LCD驅(qū)動的數(shù)據(jù)線其數(shù)據(jù)傳輸速率很高容易被各種”噪聲”所干擾造成圖像質(zhì)量下降,為此需要在數(shù)據(jù)線上采用有EMI抑制能力的TVS進行濾波和ESD防護以保障彩色圖像的高質(zhì)量。(1).EMI抑制和ESD防護應(yīng)用器件:EMIF01-100[SC-70封裝]EMIF01-150[SC-70封裝]STF701[SC-70封裝]EMIF4100[倒裝芯片]EMIF6-100FC[倒裝芯片](2).器件特色:芯片由RC組成型低通濾波器,C由TVS的極間電容提供其通頻帶達200