ESD752和ESD762双通道ESD保护二极管技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments ESD752和ESD762双通道ESD保护二极管设计用于USB供电 (USB-PD) 和工业接口。ESD752和ESD762的额定接触ESD达到或超过IEC 61000-4-2等级4标准规定的最大电平(±30kV或 ±20kV接触和 ±30kV或 ±20kV气隙)。低动态电阻和低钳位电压可针对瞬态事件提供系统级保护。这种保护至关重要,因为工业系统对鲁棒性和可靠性的要求很高。

数据手册;*附件:Texas Instruments ESD752和ESD762双通道ESD保护二极管数据手册.pdf

TI ESD752和ESD762双通道ESD保护二极管具有每通道低IO电容和提供两条IO线路的引脚排列,可防止因静电放电 (ESD) 和其他瞬变造成损坏。ESD752的IPP = 5.7A(8/20µs浪涌波形)能力使其适用于保护USB VBUS和工业I/O线路免受瞬态浪涌事件的影响。此外,ESD752和ESD762的3pF或1.7pF线路电容适用于保护USB电力传输的低速信号和工业应用的IO信号。

ESD752和ESD762采用两种引线式封装,可轻松实现直通式布线。

特性

  • IEC 61000-4-5 (8/20µs):5.7A或2.5A 强大浪涌保护
  • IEC 61000-4-2 4级ESD保护:
    • ±30kV或±20kV接触放电
    • ±30kV或±20kV气隙放电
  • 工作电压:24V
  • 双向 ESD 保护
  • 双通道器件通过单个元件提供全面的ESD和浪涌保护
  • 低钳位电压可保护下游元件
  • I/O电容 =3pF或1.7pF(典型值)
  • SOT-23 (DBZ) 尺寸小,采用标准设计,具有通用占位
  • SOT-323/SC-70 (DCK) 超小、标准、节省空间的通用封装
  • 用于自动光学检测 (AOI) 的引线封装

典型应用

双通道

ESD752和ESD762双通道ESD保护二极管技术解析与应用指南

一、产品核心特性

德州仪器(TI)推出的ESD752和ESD762是24V双向双通道ESD保护二极管,采用SOT-23和SOT-323/SC-70封装,具有以下突出特性:

  • 强大的浪涌保护能力‌:
    • IEC 61000-4-5(8/20μs):ESD752支持5.7A,ESD762支持2.5A
    • IEC 61000-4-2等级4 ESD保护:
      • ESD752:±30kV接触放电/±30kV空气放电
      • ESD762:±20kV接触放电/±20kV空气放电
  • 优异的电气参数‌:
    • 24V工作电压
    • 低钳位电压保护下游元件
    • I/O电容典型值:3pF(ESD752)或1.7pF(ESD762)
    • 动态电阻:0.35Ω(ESD752)和0.57Ω(ESD762)
  • 封装优势‌:
    • SOT-23(DBZ):标准小型封装(2.92mm×1.30mm)
    • SOT-323/SC-70(DCK):超小型封装(2.00mm×1.25mm)
    • 带引脚封装便于自动光学检测(AOI)

二、关键技术创新

1. 双向保护架构

采用背对背TVS二极管结构,提供正负极性全面保护:

  • 正向击穿电压最小25.5V
  • 反向击穿电压最小-25.5V
  • 保持电压5V(典型值)

2. 低钳位电压技术

  • ESD752在5.7A(8/20μs)下钳位电压仅37V
  • ESD762在2.5A(8/20μs)下钳位电压仅36V
  • 传输线脉冲(TLP)测试16A时钳位电压35V(ESD752)/38V(ESD762)

3. 超低泄漏设计

  • 偏置电压±24V时最大泄漏电流仅50nA
  • 工作温度范围-55°C至+150°C全温区泄漏保持稳定

三、典型应用设计

1. USB PD接口保护方案

设计要点‌:

  • VBUS线路采用ESD752(5.7A浪涌能力)
  • CC1/CC2/SBU1/SBU2/D+/D-采用ESD762(1.7pF低电容)
  • 布局时尽量靠近连接器放置
  • 保护器件与连接器间走线避免锐角转弯

保护效果‌:

  • 可承受±30kV(ESD752)/±20kV(ESD762)接触放电
  • 防止VBUS短路到数据线造成的损坏
  • 支持USB 480Mbps全速数据传输

2. 工业网络接口保护

设计方案‌:

  • DeviceNet/CANopen等网络采用ESD752
  • 4-20mA回路采用ESD762
  • 配合PLC输入/输出电路
  • 保护ADC输入免受浪涌损坏

四、设计注意事项

1. 关键参数选择

参数ESD752ESD762单位
工作电压±24±24V
峰值脉冲电流5.72.5A
动态电阻0.350.57Ω
结-环境热阻291.5325.3°C/W

2. PCB布局规范

  • 保护器件距连接器<10mm
  • 接地引脚使用短而宽的走线
  • 敏感信号与保护走线间距≥3倍线宽
  • 避免保护走线平行长距离布线

3. 热管理建议

  • 连续工作结温不超过150°C
  • 高温环境需考虑降额使用
  • 多通道应用时注意功率分配

五、性能测试数据

1. 钳位特性测试

测试条件ESD752钳位电压ESD762钳位电压
5.7A 8/20μs37V-
2.5A 8/20μs-36V
16A TLP35V38V

2. 响应时间测试

  • ESD事件响应时间<1ns
  • 从触发到完全钳位约30ns
  • 恢复到低泄漏状态时间<500ns

六、应用场景推荐

  1. USB电源传输‌:VBUS和CC/SBU/D+/D-线路保护
  2. 工业控制网络‌:DeviceNet、CANopen等现场总线
  3. 过程控制‌:4-20mA回路和PLC I/O保护
  4. 汽车电子‌:符合AEC-Q100 Grade 1标准
  5. 数据采集‌:ADC输入通道浪涌保护
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