“標配”過壓保護器件後，充電接口器件損壞比例明確得到了改善。然而，使用場景中不可能在低壓電源線對之間產生200V浪湧，但20V以上的空載電壓倒是比較常見。到底是電壓浪湧、還是高空載電壓導致了損壞呢？為什麼損壞案例中往往過壓保護器和瞬變抑製二極管同時損壞？SGM40666係列過壓保護器，以40V高耐壓（限流50mA時，40V可持續10s以上）和有條件放電觸發為最大特點
，會提供更有效、合理的保護嗎？

 

關於SGM40666係列產品

 

SGM40666係列（SGM40663 ~ SGM40668）設計用於便攜式電子產品充電接口，保護後端低耐壓充電IC或其它連接的電路元件。該器件集成了導通電阻僅29mΩ的通道開關和瞬變抑製泄放開關，浪湧泄放能力達+110V / -400V。過壓保護閾值可選
，或利用外圍電阻設置。

 

其內部電路偵測輸入電壓值和變化速度

，發現疑似浪湧的電壓變化時迅速啟動泄放、阻止高壓浪湧擊穿損傷被保護的後續電路。如果隻是出現了電壓過高，它隻斷開輸入與輸出的連接開關、阻止高壓傳遞到後續電路。輸入電壓繼續升高觸發鉗位、對輸入放電，拉低空載電壓避免擊穿。

 

特性

 

●  2.5V ~ 28V連續工作電壓

●  40V或50mA輸入鉗位（10s）

●  29mΩ導通阻抗（典型值）

●  預置過壓保護點（其他電壓點將陸續開放）

 

  ○ 6.82V（SGM40666）

  ○ 6.35V（SGM40667）

 

●  4V ~ 22V過壓保護閾值調節範圍

●  +110V / -400V浪湧抑製能力

●  50ns過壓保護關斷響應

●  15ms啟動防反跳時間

●  可受控開關

●  支持OTG模式反向輸出

●  有電源正常標誌輸出

●  內置軟啟動/欠壓保護/短路保護/過熱斷路保護

●  -40℃ ~ +85℃工作溫度範圍

●  環保合規GREENTM WLCSP-12B封裝

 

WLCSP-1.17×1.63-12B

 

典型應用電路

 

 

國標/國際標準通用浪湧測試波形

 

1.    開路電壓波形（1.2μs / 50μs）

 

 

2.    短路電流波形（8μs / 20μs）

 

 

錯接、電網零線開路和缺相是導致高空載電壓原因

 

隻有利用專用設備並且利用專門的隔離單元才能在低壓直流電源的輸出對線之間製造較高的差分浪湧。從電視
、機頂盒到手機的市場實踐記錄到的空載電壓異常失供電係統的設計規範明確相關；手機、手環和手表一類小裝置記錄到錯接不同電壓源導致的損傷。

 

 

如上圖所示，在沒有零線補償變壓器的配電係統中重載相拉偏零線，導致輕載相電壓升高；更(geng)嚴(yan)重(zhong)的(de)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)在(zai)戶(hu)端(duan)零(ling)線(xian)與(yu)配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi)零(ling)線(xian)開(kai)路(lu)或(huo)者(zhe)戶(hu)端(duan)零(ling)線(xian)接(jie)地(di)不(bu)良(liang)時(shi)，不(bu)同(tong)相(xiang)上(shang)的(de)電(dian)器(qi)負(fu)載(zai)通(tong)過(guo)本(ben)地(di)零(ling)線(xian)串(chuan)聯(lian)在(zai)兩(liang)個(ge)相(xiang)之(zhi)間(jian)，較(jiao)輕(qing)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)器(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)較(jiao)高(gao)分(fen)壓(ya)上(shang)。這(zhe)時(shi)：

 

Y電容耦合電壓升高，負載可見Y電容耦合來的交流電負半波。

 

Y電容淺擊穿導致耦合電壓升高。

 

電源適配器中的變壓器飽和出現高毛刺電壓，幹擾PSR（一次側穩壓控製）型穩壓電源的輸出電壓偵測機製，導致二次側出現異常空載高壓。

 

過壓保護和瞬變抑製二極管的適用場景

 

過壓保護指電壓過高時利用通道開關斷開接入路徑、阻斷高壓接入。

 

瞬(shun)變(bian)抑(yi)製(zhi)指(zhi)出(chu)現(xian)浪(lang)湧(yong)性(xing)質(zhi)的(de)短(duan)暫(zan)高(gao)壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)時(shi)進(jin)行(xing)泄(xie)放(fang)吸(xi)收(shou)
，包(bao)括(kuo)穩(wen)壓(ya)二(er)極(ji)管(guan)和(he)可(ke)控(kong)矽(gui)開(kai)關(guan)兩(liang)個(ge)泄(xie)放(fang)模(mo)式(shi)。在(zai)穩(wen)壓(ya)管(guan)模(mo)式(shi)，當(dang)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)到(dao)一(yi)定(ding)值(zhi)（擊穿電壓）開始出現導通放電；一般規定在額定放電電流下電壓上升到一定限值（殘餘電壓）。在可控矽模式
，電壓上升到一定值（觸發電壓）迅速接通放電
，電壓降低到一定值（恢複電壓）shiduankaifangdiantongdao。kekongguimoshideshunbianyizhiqimeiyougaochuchufadianyahenduodecanliudianya，danerjiguanjiegoudeyizhiqihuifudianyataidiyizhiyuzaiduidianyuanbaohudechanghewufahuifuduankaierbeishaohui。yincipeihedianyuanshiyongdeshunbianyizhierjiguanjunweiwenyaguanmoshi。

 

過壓保護電路內置的浪湧吸收均為可控矽模式，但其控製電路可以把恢複電壓設計為高於其工作電壓。

 

無(wu)論(lun)是(shi)過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)的(de)內(nei)置(zhi)浪(lang)湧(yong)吸(xi)收(shou)電(dian)路(lu)還(hai)是(shi)穩(wen)壓(ya)管(guan)型(xing)瞬(shun)變(bian)抑(yi)製(zhi)二(er)極(ji)管(guan)，在(zai)施(shi)加(jia)超(chao)過(guo)其(qi)恢(hui)複(fu)電(dian)壓(ya)或(huo)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)的(de)穩(wen)定(ding)電(dian)壓(ya)時(shi)都(dou)會(hui)因(yin)持(chi)續(xu)承(cheng)受(shou)較(jiao)高(gao)電(dian)壓(ya)和(he)流(liu)過(guo)大(da)電(dian)流(liu)而(er)被(bei)燒(shao)毀(hui)。

 

SGM40666係列采用了全新的保護設計
，它隻在出現疑似浪湧時以可控矽模式放電；不符合條件的輸入過壓以穩壓管模式放電。其穩壓電壓高於其最高工作電壓，並且在穩壓模式下可以承受40V或50mA的短時間輸入過載。 

 

采用高功率瞬變抑製和高吸收電壓OVP後返修率降低

 

采用更高電壓浪湧吸收
，例如從80V逐步提高到200V、400V的器件後，明確統計到相關返修數量下降。這並不能說明浪湧是造成失效的機製，反而一定程度上佐證了空載高壓的存在。高功率、高吸收電壓器件的有效體積更大、能承受的持續功率大，在空載高壓下的生存可能也會更大。空載高壓不同於電源的穩壓輸出，可利用放電鉗位。

 

返修機瞬變抑製二極管損傷觀察與持續過功率致損一致

 

引用瞬變抑製二極管的失效報告的對比圖像，可見其表現與持續燒灼過功率表現一致、與瞬時高功率導致的崩濺式樣不一致。

 

 

40V空載過壓耐受SGM40666係列OVP產品

 

SGM40666係列產品的40V空載電壓耐受能力領先業內同類產品30V左右的規格，可以耐受常見24V以下直流電源的誤接。產品設計中不使用TVS
，或者使用較小的TVS
，相比采用尺寸較大的高壓浪湧方案
，實施成本有明顯的優勢。

 

相關產品信息

 

 

 

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