介紹
湖南靜芯推出RS485總線防護用業內最大功率800W(競品600W)ESD器件SENC712HA,該器件在SOT-23封裝內集成了兩路非對稱電壓(-7V~12V)的ESD防護器件,和業內競品相比通流能力顯著提升,鉗位電壓顯著下降,能對RS485芯片提供更好的靜電和浪涌防護。
RS485測試要求
在工業、電力、自動化及儀器儀表應用中,RS-485總線標準是使用最廣泛的物理層總線設計標準之一,由于工作在惡劣電磁環境下,為了確保數據端口能夠正常工作,芯片必須符合電磁兼容性(EMC)法規:IEC 61000-4-2靜電放電(ESD);IEC61000-4-4電快速瞬變(EFT);IEC 61000-4-5浪涌抗擾度(Surge)。靜芯公司的SENC712HA尖峰脈沖功率高達800W,在同等的測試環境中,擁有更高的峰值電流Ipp、更強的防浪涌能力、更低的鉗位電壓。
在RS-485端口的EMC設計中,我們需要重點考慮三個因素:靜電放電(ESD)、電快速瞬變(EFT)和浪涌(Surge)。 國際電工委員會(IEC)規范定義了一組EMC抗擾度要求,這組規范包括以下三種類型的高電壓瞬變,設計人員需要確保數據通信線路不受這些瞬變的損害。這三種類型分別是:
A、IEC 61000-4-2靜電放電(ESD)
B、IEC61000-4-4電快速瞬變(EFT)
C、IEC 61000-4-5浪涌抗擾度(Surge)
2.1 靜電放電ESD/IEC 61000-4-2
靜電放電(ESD)事件是指兩個具有不同靜電電勢的物體之間的能量轉移。靜電放電可以通過接觸或電離環境放電而發生。
IEC 61000-4-2的波形如圖1所示,上升時間定義在0.7ns到1ns之間:
圖1 ?IEC 6100-4-2 波形
測試方案的有不同的級別,對于空氣或接觸放電測試,他們的測試電壓不同,如表1:
表1 波形參數符合 IEC 61000-4-2
2.2 浪涌抗擾度Surge/IEC 61000-4-5
該標準涵蓋了非帶電電子元件的人工操作。這些操作可以包括拿起設備進行測試或將設備安裝在印刷電路板(PCB)上。
IEC 61000-4-5波形如圖2,圖3所示:
(1)電壓波:
8/20浪涌電壓波
前沿時間:T1=1.67T=1.2s30%
半峰時間:T2=50s20%
(2)電流波
8/20浪涌電流波
前沿時間:T1=1.25T=8s20%
半峰時間:T2=20s20%
8/20浪涌是描述雷電感應過電壓的一種特定波形,通過了解其特性和產生原因,可以選擇合適的浪涌保護器來保護電氣系統免受雷電等電氣瞬態事件的損害。
3.參數對比
靜芯微的SENC712HA,尖峰脈沖功率高達800W相較于市面上的同類型防護器件,在同等的測試環境中,擁有更高的峰值電流Ipp,更強的防浪涌能力,更低的鉗位電壓。SENE712HA與市面上比較熱門的712芯片的參數對比,如圖4所示:
圖4 ?參數對比
我們將用SENC712HA與競品進行對比測試,讓他們分別與ES3088E進行靜電,浪涌測試。
4.測試方法
為了評估ES3088E在應用中與ESD器件的性能,測試板如圖6所示:

圖6 ?測試板
在測試板中,U9焊接ES3088E,TVS1與TVS2中間焊接ESD靜電防護器件。
我們分別對ES3088E,SENC712HA與ES3088E,競品分別進行靜電測試,靜點測試設備為ESD61002TB,設備如圖7所示:
圖7 ?ESD靜電測試設備整機圖
測試數據如圖8所示。
圖8 ?ESD靜電測試數據
通過數據可知,SENC712HA與競品在靜電防護上,不管是接觸放電還是空氣放電,穩定性更好,防護能力更強。接下來對他們進行Surge浪涌測試。測試設備為TVS8/20TC,如圖9所示:
圖9 ?8/20浪涌測試設備整機圖
ES3088E與SENC712HA,A or B通道到GND浪涌測試,110V浪涌測試電壓PASS,測試波形如圖9所示:
圖9 ?90V浪涌測試波形圖(PASS)
圖9 100V浪涌測試波形圖(PASS)
圖9 110V浪涌測試波形圖(PASS)
ES3088E與712競品,A or B通道到GND浪涌測試,70V浪涌測試電壓FAIL,測試波形如圖10所示:
圖10 ?50V浪涌測試波形圖(70V FAIL)
圖10 ?60V浪涌測試波形圖(70V FAIL)
圖10 ?70V浪涌測試波形圖(70V FAIL)
ES3088E與SENC712HA,A到B浪涌測試,60V浪涌測試電壓PASS,測試波形如圖11所示:
圖11 ?50V浪涌測試波形圖(PASS)
圖11 ?60V浪涌測試波形圖(PASS)
ES3088E與712競品,A到B浪涌測試,60V浪涌測試電壓FAIL,測試波形如圖12所示:
圖12 ?50V 浪涌測試波形圖(60V FAIL)
圖12 ?60V浪涌測試波形圖(60V FAIL)
測試數據匯總如圖14所示:
圖13 ?8/20浪涌測試匯總
從測試結果得出,我司研制的SENC712HA與其他712競品有著更優異的防浪涌能力,更低的鉗位電壓,更高的峰值電流,對RS485有著更好的靜電和浪涌防護能力。
5.應用信息
圖14 典型應用圖
SENC712HA這款ESD產品擁有800W的峰值功率,較高的峰值電流,快速的響應速度以及較低的鉗位電壓,相比與市場上其他712產品優勢明顯,能夠提供更好的防護效果。
展望未來,靜芯微將繼續深耕產品研發,致力于提升產品的性能表現,以滿足不斷變化的市場需求。同時,通過持續優化質量管理體系和客戶服務標準,靜芯微將致力于為終端用戶提供更優質的解決方案,以此不斷鞏固并提升其產品的市場競爭力。
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