電子工程師必看：TBU-CA-Q系列高速保護(hù)器深度解析

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電路保護(hù)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。今天，我們就來深入探討一下Bourns?的TBU-CA-Q系列TBU?高速保護(hù)器，看看它在電路保護(hù)方面有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。

文件下載：Bourns TBU-CA-Q TBU?高速保護(hù)器.pdf

卓越的電路保護(hù)特性

TBU-CA-Q系列保護(hù)器具有出色的電路保護(hù)能力，它能夠提供過流和過壓保護(hù)，有效阻擋高達(dá)額定極限的浪涌。其高速性能使得它在應(yīng)對(duì)突發(fā)的浪涌事件時(shí)能夠迅速響應(yīng)，為電路中的敏感電子元件提供可靠的保護(hù)。

該系列產(chǎn)品采用小尺寸的SMT封裝，這不僅節(jié)省了電路板的空間，還便于進(jìn)行高密度的電路設(shè)計(jì)。同時(shí)，它符合RoHS和AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)，滿足了環(huán)保和汽車電子等領(lǐng)域的嚴(yán)格要求。

產(chǎn)品概述

TBU-CA-Q系列屬于Bourns? TBU?產(chǎn)品家族，是低電容單雙向高速保護(hù)組件。它基于MOSFET半導(dǎo)體技術(shù)構(gòu)建，旨在保護(hù)電路免受短路、交流電源交叉、感應(yīng)和雷擊浪涌等故障的影響。

當(dāng)TBU?高速保護(hù)器置于系統(tǒng)電路中時(shí)，它會(huì)通過MOSFET檢測(cè)電路監(jiān)測(cè)電流。一旦檢測(cè)到浪涌事件，且電流或電壓達(dá)到設(shè)備的指定最大極限，保護(hù)器就會(huì)迅速觸發(fā)，為敏感電子元件提供有效的屏障，使其免受大電壓或電流的沖擊。

該保護(hù)器采用無鹵的表面貼裝DFN封裝，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，如RoHS和無鉛焊料回流焊曲線。這使得它在不同的應(yīng)用場景中都能穩(wěn)定可靠地工作。

關(guān)鍵參數(shù)與特性

絕對(duì)最大額定值

此外，產(chǎn)品的工作溫度范圍（Top）為 -55 至 +125 °C，存儲(chǔ)溫度范圍（Tstg）為 -65 至 +150 °C，最大結(jié)溫（Tmax）為 +125 °C，還具備 ±2 kV的HBM ESD保護(hù)能力。

電氣特性

這些參數(shù)對(duì)于工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)選擇合適的保護(hù)器至關(guān)重要，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行仔細(xì)考量。

應(yīng)用場景

TBU?設(shè)備是通用型保護(hù)器，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如語音/VDSL卡、保護(hù)模塊和加密狗、過程控制設(shè)備、測(cè)試和測(cè)量設(shè)備以及一般電子設(shè)備等。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了確保保護(hù)器的正常工作，應(yīng)避免超過其最大電壓額定值。必要時(shí)，可以采用過壓保護(hù)（OVP）來限制最大電壓。一種經(jīng)濟(jì)有效的保護(hù)解決方案是將Bourns? TBU?保護(hù)設(shè)備與一對(duì)Bourns? MOVs結(jié)合使用。對(duì)于對(duì)帶寬敏感的應(yīng)用，還可以用Bourns? GDT代替MOV。

基本工作原理

TBU?設(shè)備基于MOSFET半導(dǎo)體技術(shù)，當(dāng)置于系統(tǒng)電路中時(shí)，它會(huì)通過MOSFET檢測(cè)電路監(jiān)測(cè)電流。一旦線路電流超過設(shè)備的觸發(fā)電流（Itrigger），保護(hù)器將在大約1 μs內(nèi)開始工作。在保護(hù)期間，它會(huì)將電流限制在小于觸發(fā)電流的值內(nèi)。

如果電壓持續(xù)高于復(fù)位電壓（Vreset），保護(hù)器會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)將電流降低到靜態(tài)電流水平，具體時(shí)間取決于施加的電壓。當(dāng)浪涌過后，當(dāng)TBU設(shè)備兩端的電壓降至復(fù)位電壓水平時(shí)，保護(hù)器會(huì)自動(dòng)復(fù)位。對(duì)于沒有直流偏置或直流偏置低于復(fù)位電壓的線路（如未供電的信號(hào)線），保護(hù)器會(huì)自動(dòng)復(fù)位。但如果線路的正常直流偏置高于復(fù)位電壓，在浪涌過后，TBU設(shè)備兩端的電壓可能不會(huì)降至復(fù)位電壓以下，此時(shí)需要采取特殊措施確保保護(hù)器復(fù)位，例如使用軟件監(jiān)控。

設(shè)計(jì)與布局建議

推薦焊盤布局

為了確保TBU?高速保護(hù)器的最佳性能，在焊盤布局方面有一些建議。所有焊盤應(yīng)焊接到PCB上，包括標(biāo)記為NC或NU的焊盤，但不應(yīng)進(jìn)行電氣連接。為了減少寄生電容，焊盤尺寸不應(yīng)大于TBU?焊盤尺寸，并保持足夠的間隙。推薦的模板厚度為0.10 - 0.12 mm（0.004 - 0.005 in.），模板開口尺寸比焊盤尺寸小0.025 mm（0.0010 in.）。擴(kuò)展的銅區(qū)域可以顯著改善熱阻，提高散熱性能。

回流焊曲線

在進(jìn)行回流焊時(shí)，需要遵循特定的回流焊曲線。對(duì)于無鉛組裝，平均升溫速率（Tsmax到Tp）最大為3°C/sec，預(yù)熱溫度最小值（Tsmin）為150°C，在217°C以上保持60 - 150 sec，峰值溫度（Tp）為260°C，在實(shí)際峰值溫度±5°C范圍內(nèi)的時(shí)間為20 - 40 sec，降溫速率最大為6°C/sec，從25°C到峰值溫度的時(shí)間最大為8 min。

訂購信息

TBU - CA xxx - yyy - WH - Q是該系列產(chǎn)品的訂購代碼，其中各部分具有特定的含義：

• 5位產(chǎn)品代碼：第一位字母表示產(chǎn)品系列（A = TBU - CA系列）；第二和第三位數(shù)字表示脈沖電壓；第四和第五位數(shù)字表示觸發(fā)電流。
• 系列CA表示雙系列。
• 下劃線表示符合AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)。
• 脈沖電壓額定值：025 = 250 V，065 = 650 V，085 = 850 V。
• 觸發(fā)電流：050 = 50 mA，100 = 100 mA，300 = 300 mA，500 = 500 mA。
• 保持到脫扣比后綴W表示保持到脫扣比為2。
• 封裝后綴H表示DFN封裝。
• AEC - Q101后綴Q表示符合AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)

TBU-CA-Q系列TBU?高速保護(hù)器憑借其卓越的電路保護(hù)特性、先進(jìn)的技術(shù)和廣泛的應(yīng)用場景，為電子工程師在電路設(shè)計(jì)中提供了可靠的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和參數(shù)要求，合理選擇和使用該系列產(chǎn)品，并遵循推薦的設(shè)計(jì)和布局建議，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。

你在使用TBU-CA-Q系列保護(hù)器的過程中遇到過哪些問題？或者你對(duì)它的應(yīng)用有什么獨(dú)特的見解？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。