[转好文]某产品GPS接口浪涌故障整改案例—— 单向和双向TVS的选择_浪涌_电流

某产品GPS天馈口，在进行共模3KA@8/20μs冲击电流测试时，正向和负向注入每次测试LDO芯片都会破坏，产品无法正常事情，实验不通过。

2．故障诊断

查看GPS天馈口防护电路，其从两个方面进行防雷：一个是对射频旗子暗记进行防护，另一个是对内馈直流电源进行防护，如图1所示。

图1 GPS接口防护电路图

产品故障出在电源部分，LDO芯片破坏，其位于电源的输出端，当浪涌电流注入时，如果没有防护，首当其冲的便是这个芯片，这个芯片破坏，则电源无法输出。
按照这个思路，保护电路空想的正向浪涌电流路径如图2所示。

图2 空想正向浪涌电流路径

负向浪涌电流路径如图3所示。

图3 空想负向浪涌电流路径

从图3和图4可以看出，GPS接口设计了保护电路，而且器件选型得当，正常情形下，不管是正向还是负向浪涌，都可以起到很好的保护浸染，因此打消保护电路问题，则LDO芯片破坏为其本身耐压能力不敷。

3．缘故原由剖析

浪涌测试一次LDO芯片就破坏，疑惑浪涌电流没有按照保护电路方案的路径流动，而是一部分通过了LDO芯片，这一部分电流造成了LDO芯片破坏，因此，正向浪涌实际电流路径如图4所示。

图4 实际正向浪涌电流路径

负向浪涌实际电流路径如图5所示。

图5 实际负向浪涌电流路径

从图4和图5可以看出，在正向浪涌和负向浪涌测试时，实际浪涌电流利过了LDO，此时由于LDO耐压能力不敷，将导致其破坏。

4． 整改方法

根据以上剖析，在BV-SMBJ6CA与LDO芯片之间增加一个二极管，来提高后级回路的耐压水平，此时正向浪涌电流路径如图6所示。

图6 电源增加二极管正向浪涌电流路径

从图6可以看出，在电源线上增加二极管，由于二极管负向截止特性，可以避免正向浪涌电流流经LDO芯片，从而使得后级电路得到保护。

负向时，TVS是6V开启，而LDO芯片只需0.3V开启，纵然加上新增的二极管也只需0.7+0.3V=1V开启，这个电压远小于双向TVS的动作电压，因此，须要比这两个器件正引导通电压之和还低的器件来做负向防护，单向的TVS其负向开启电压在0.7V旁边，利用BV-SMBJ6A替代BV-SMBJ6CA，此时负向浪涌电流路径如图7所示。

图7 改换后单向TVS负向浪涌电流路径

从图7可以看出，单向TVS在负向浪涌时，相称于二极管正引导通，此时可以避免负向浪涌电流流经LDO芯片，从而使得后级电路得到保护。

5． 实践效果

正向浪涌加二极管，如图8所示。

图8 增加二极管实物图

负向将双向TVS改换为单向TVS。

整改完成后，合拢整机再次进行浪涌验证，此时正向、负向浪涌均能知足共模3KA@8/20μs测试哀求，试验通过。