客戶產品為智能環境監測產品，設備包含直流12V輸入、GPS模塊、GSM/GPRS模塊、485通信模塊及幾路監測傳感器輸入接口等等，電源、GPS天線端口現要滿足IEC 61000-4-5 IV級(差共模±4KV) 的浪涌測試要求，未整改前測試會出現損壞產品的狀況，產品實物圖如下。

產品實物圖

案例整改過程：

在客戶板什么都不改動的情況下，按照IEC61000-4-5的標準進行浪涌測試，在差模1KV的時候出現電源短路情況，經過原理分析及實測產品，確定為保護之后殘壓過高導致后端電源芯片損壞，原理如圖所示：

案例整改過程

通過與客戶溝通確認電源芯片耐壓為18V，超過芯片就有損壞的風險，故更換TVS管型號為5.0SMDJ15CA，在防反二極管后端并個幾十uF的電解電容及二極管，經過上述整改，電源通過差共模±4KV雷擊浪涌測試，原理如圖所示：

案例整改過程

GPS天線端口在測試共模1KV時，GPS模塊損壞，示波器分析殘壓及實驗后，建議客戶將有源天線改為無源天線方案，中間用電容隔離，原理如圖所示(僅供觀看);

原理圖

經過如上全部整改，產品通過測試，滿足IEC 61000-4-5 IV級(差共模±4KV) 的浪涌測試要求;

案例分析總結：

電源輸入端口的TVS管型號選擇要根據產品的允許最大工作電壓及電源芯片的耐壓值，原則上遵循Vrwm(反向截止電壓)≥UImax(最大允許工作電壓)，Vc(鉗位電壓)≤UPmax(芯片耐壓);

市場上大部分芯片耐受負壓的能力要比正壓差很多，建議客戶在方案設計的時候盡量用單向的TVS管;

在布板設計時還要注意PCB上的靜電、浪涌電流回路的走線線徑、周邊結構設計等等，在出現問題時，需多方面去考慮，才能更好的找到問題點所在。

審核編輯：湯梓紅