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2024
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【整改案例】电源接口静电整改案例分享（一）——交换机电源接口
来源：
一、摘要
直流电是一种电流方向始终保持不变的电流形式，不随时间作周期性变化，其具有稳定性好、易于转换、传输损耗小等特点，是许多设备和系统不可或缺的电源供应方式。电源作为电子产品的“心脏”，它能否稳定可靠的运行，直接决定着产品最终的可靠性，实际应用中复杂的电磁环境，导致设备及易遭受静电或其它感应过电压等情况的影响而损坏，所以通过静电整改增强电源接口的静电防护能力极为重要。
静电是生活中常见的问题，静电放电有可能会影响设备的使用。我们以湖南静芯静电整改的一个交换机为案例，分析复位电路在静电防护方面可能遇到的问题。
二、问题描述
该产品通过HDMI接口连接显示屏，可通过屏幕变化显示系统状态。在进行静电测试过程中，我们发现用静电枪打DC电源接口附近时非常容易出现花屏和无信号现象，且需要人为重启才能恢复正常，说明DC电源接口附近的静电防护能力较弱。
三、整改过程
根据该产品电路图进行分析，我们发现该产品使用的是12V供电，但是电源接口附近并没有加静电防护器件。电源接口在进行插拔或者充电瞬间，有可能会受到大电流浪涌冲击，所以电源接口附近需要加上TVS器件，对电源电路进行静电防护、过压保护和浪涌抑制。
在进行TVS选型时，其工作电压一般是电路最高工作电压的1.2倍。我们在电源接口附近加了一颗湖南静芯的TVS防护器件SMBJ15A，其电气特性表如下表2所示，该器件工作电压为15V，钳位电压为24.4V。由实际测试结果可知，替换后产品性能显著提升，用静电枪打DC电源接口附近的测试结果如下表1所示。
IEC空气放电，测试电压+12kV，测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时，出现无信号黑屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时，出现无信号黑屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时，出现红色花屏 | 3 | 正常 |
IEC空气放电，测试电压-12kV，测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时，出现无信号黑屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时，出现红色花屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时，出现红蓝色花屏 | 3 | 正常 |
IEC接触放电，测试电压+8kV，测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时，出现无信号黑屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时，出现红蓝色花屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时，出现画面模糊 | 3 | 正常 |
IEC接触放电，测试电压-8kV，测试次数10次 | |||
测试序号 | 整改前测试结果 | 测试序号 | 整改后测试结果 |
1 | 打DC电源接口时，出现红色花屏 | 1 | 正常 |
2 | 打DC电源接口时，出现无信号黑屏 | 2 | 正常 |
3 | 打DC电源接口时，出现无信号黑屏 | 3 | 正常 |
表1 测试结果对比表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VR |
|
|
| 15 | V |
Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 16.7 |
| 18.5 | V |
Test Current | IT |
|
| 1 |
| mA |
Maximum Clamping Voltage | VC | IPP=24.6A |
| 24.4 |
| V |
Maximum Peak Pulse Current（tp=10/1000us） | IPP |
|
| 24.6 |
| A |
Maximum Reverse Leakage | IR | VRWM=15V |
| 1 |
| uA |
表2 SMBJ15CA电气特性表
通过上述整改措施，我们成功帮助客户解决了电源接口部分的静电防护问题，确保了设备的稳定运行。湖南静芯作为专业的静电防护方案提供商，期待与您分享更多实战案例与解决方案。
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