智能环境监测产品浪涌防护整改之TVS管

客户产品为智能环境监测产品，包括直流12V输入、GPS模块、GSM/GPRS电源、GPS现在要满足天线端口IEC 61000-4-5 IV级（差共模±4KV） 浪涌试验要求在整改前对产品进行试验，产品实物图如下：

案例整改过程：
如果客户板什么都不改，按照IEC浪涌试验按照61000-4-5的标准进行，差模1KV当电源短路时，经过原理分析和测量，确定后端电源芯片损坏后残压过高，原理如图所示：

通过与客户沟通，确认电源芯片的耐压性为18V，超过芯片有损坏的风险，所以更换TVS管型号为5.0SMDJ15CA，防反二极管后端有几十个uF经过上述整改，电解电容和二极管通过差共模供电±4KV雷击浪涌试验的原理如图所示：

GPS测试共模1天线端口KV时，GPS模块损坏、示波器分析残压及实验后，建议客户将有源天线改为无源天线方案，中间用电容隔离，原理如图所示(仅供观看)；

以上全部整改后，产品通过测试，满意IEC 61000-4-5 IV级（差共模±4KV） 浪涌试验要求；
案例分析总结：
电源输入端口TVS根据产品允许的最大工作电压和电源芯片的耐压值，原则上应遵循管型号的选择Vrwm(反向截止电压)≥UImax(最大允许工作电压)，Vc(钳位电压)≤UPmax(芯片耐压)；
市场上大多数芯片的耐负压比正压差大得多。建议客户在设计方案时尽量使用单向芯片TVS管；
在布板设计中也要注意PCB静电、浪涌电流电路线径、周边结构设计等，在出现问题时，需要多方面考虑，以便更好地找到问题点。