ZHCSB94D July 2013 – September 2025 SN65HVD888
PRODUCTION DATA
SN65HVD888 收发器系列的总线端子包括针对 ±16kV HBM 和 ±12kV IEC61000-4-2 接触放电的片上 ESD 保护功能。国际电工委员会 (IEC) ESD 测试远比 HBM ESD 测试严格得多。IEC 模型的充电电容 CS 高出 50%,放电电阻 RD 低出 78%,所产生的放电电流明显高于 HBM 模型。
如 IEC 61000-4-2 标准中所述,接触放电是首选的瞬态保护测试方法。尽管 IEC 气隙测试的可重复性低于接触测试,但可以根据接触放电测试结果推断出气隙放电保护等级。
图 8-5 HBM 模型和 IEC-ESD 模型的电流比较(括号中为 HBM 值)IEC ESD 保护的片上实现可显著提高设备的稳健性。人体接触连接器和电缆时,会发生常见的放电事件。设计人员可以选择针对持续时间较长的瞬变(通常称为浪涌瞬变)实施保护。图 6-9 建议采用两种电路设计,除了 ESD 和电气快速瞬态 (EFT) 外,还可提供针对短时和长时浪涌瞬态保护。表 8-2 列出外部保护器件的物料清单。
EFT 通常是由继电器触点回跳或电感负载中断引起的。浪涌瞬态通常由雷击(直接雷击或感应电压和电流的间接雷击)或电力系统切换(包括负载变化和短路切换)引起。这些瞬变通常发生在工业环境中,例如工厂自动化和电网系统。
图 8-6 将 EFT 和浪涌瞬态的脉冲功率与 IEC ESD 瞬态功率进行了比较。在图 8-6 左侧的图表中,左下角微小的蓝色脉冲代表 10kV ESD 瞬态的功率,其数值已远低于显著更高的 EFT 功率峰值,更远不及 500V 浪涌瞬态的功率。这种类型的瞬态功率非常适合工业和过程自动化中的工厂环境。图 8-6 右侧的图表将 6kV 浪涌瞬态(最可能在发电和电网系统的电子计量应用中发生)的巨大功率与上述 500V 浪涌瞬态进行比较。
脉冲功率的单位从 kW 变为 MW,因此 500V 浪涌瞬态的功率几乎超出量程范围。
图 8-6 ESD、EFT 和浪涌瞬态的功耗比较在浪涌瞬态情形中,高能量内容表现为脉冲持续时间长和脉冲功率衰减缓慢
转储到收发器内部保护单元的瞬态电能被转化为热能。这种热能会加热保护单元,使其彻底损毁,最终损坏收发器。图 8-7 显示了单个 ESD、EFT 和浪涌瞬态以及合规性测试期间常用的 EFT 脉冲序列的瞬态能量差异很大。
图 8-7 瞬态能量的比较| 器件 | 功能 | 订货编号 | 制造商 |
|---|---|---|---|
| 收发器 | 5V、250kbps RS-485 收发器 | SN65HVD888 | TI |
| R1、R2 | 10Ω 防脉冲厚膜电阻器 | CRCW0603010RJNEAHP | Vishay |
| TVS | 双向 400W 瞬态抑制器 | CDSOT23-SM712 | Bourns |
| TBU1、TBU2 | 双向。 | TBU-CA-065-200-WH | Bourns |
| MOV1、MOV2 | 200mA 瞬态阻断单元 200V,金属氧化物压敏电阻 | MOV-10D201K | Bourns |
图 8-8 针对 ESD、EFT 和浪涌瞬态的瞬态保护图 8-8 中所示的左侧电路可提供 ≥ 500V 瞬态的浪涌保护,而右侧保护电路可承受 5kV 浪涌瞬态。