在電路浪涌測試中,TVS(瞬態電壓抑制二極管)的防護效果確實會受到陪測設備中去耦網絡(Decoupling Network,DN)的顯著影響,這一現象與浪涌能量的傳遞路徑、阻抗匹配及信號完整性密切相關。結合 ADP7142 電路的特性,可從以下角度具體分析:
一、去耦網絡對浪涌測試的核心作用
去耦網絡是浪涌測試系統的關鍵組成部分,其主要功能是:
- 隔離浪涌信號與電網:防止測試產生的浪涌脈沖反灌至供電網絡,干擾其他設備;
- 阻抗匹配:確保浪涌發生器輸出的標準波形(如 IEC 61000-4-5 定義的 1.2/50μs 電壓浪涌、8/20μs 電流浪涌)能有效傳遞到被測電路(DUT,如 ADP7142 及其周邊電路);
- 濾除高頻噪聲:部分去耦網絡會抑制非測試頻段的干擾,保證測試波形的準確性。
不同標準(如 IEC 61000-4-5、ISO 16750-2)對去耦網絡的參數(如阻抗、帶寬、隔離度)有明確規定,其設計直接影響浪涌能量到達 DUT 的實際強度和波形完整性。
二、去耦網絡如何影響 TVS 的防護效果
浪涌能量分配的改變
TVS 的核心作用是通過雪崩擊穿將浪涌電壓鉗位在安全值(如 ADP7142 的 VIN 最大耐壓 44 V),并吸收部分浪涌能量。但去耦網絡的阻抗特性會改變能量的分配:- 若去耦網絡阻抗較低,更多浪涌能量可能直接通過網絡泄放至地,減少 TVS 需要吸收的能量,此時 TVS 的負擔減輕,防護效果更穩定;
- 若去耦網絡阻抗較高,大部分能量會作用于 TVS 和 DUT,可能導致 TVS 瞬間功耗超過額定值(如峰值脈沖功率),出現鉗位失效或 TVS 損壞,進而影響 ADP7142 的安全。
浪涌波形的畸變
去耦網絡的濾波特性可能改變浪涌脈沖的上升時間、峰值和持續時間。例如:- 若網絡對高頻成分衰減較大,浪涌的上升沿變緩,TVS 的響應時間(通常 ns 級)可能無法及時觸發,導致瞬時過壓超過 ADP7142 的耐壓閾值;
- 反之,若網絡對低頻成分抑制不足,浪涌持續時間延長,TVS 在長時間大電流下可能因過熱失效,失去防護作用。
與 TVS 參數的匹配性
TVS 的鉗位電壓(V_C)、脈沖峰值電流(I_PPM)等參數需與去耦網絡的輸出特性匹配:- 若去耦網絡輸出的浪涌電流峰值超過 TVS 的 I_PPM,TVS 無法完全吸收能量,剩余能量會沖擊 ADP7142 的 VIN 引腳;
- 若去耦網絡的阻抗與 TVS 的動態阻抗不匹配,可能導致鉗位電壓波動,無法穩定在 44 V 以下,增加 ADP7142 被過壓損壞的風險。