智能門鎖浪涌靜電保護(hù)方案及ESD/TVS二極管選型攻略

智能門鎖是指在傳統(tǒng)機(jī)械鎖的基礎(chǔ)上改進(jìn)，將電子技術(shù)、集成電路、電子元器件等結(jié)合多種識別技術(shù)的產(chǎn)品。近幾年來，智能門鎖逐漸成為消費(fèi)者首選，不僅有著更高的安全防護(hù)性能，而且使用起來也十分方便。智能門鎖支持多種解鎖方式，包括指紋解鎖、鑰匙解鎖、NFC卡片解鎖、臨時密碼解鎖、手機(jī)/手表解鎖、AI3D 人臉解鎖等。

隨著智能門鎖市場快速發(fā)展和產(chǎn)品可靠性提升的需求，相關(guān)的檢測規(guī)范也應(yīng)運(yùn)而生，其中包含靜電放電標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2和浪涌沖擊標(biāo)準(zhǔn) IEC61000-4-5。東沃電子DOWOSEMI擁有全套先進(jìn)的測試設(shè)備與專業(yè)的測試整改團(tuán)隊，可根據(jù)相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)，提供智能門鎖ESD/EOS及浪涌防護(hù)整體解決方案。

智能門鎖浪涌靜電保護(hù)方案設(shè)計圖

如圖所示，智能門鎖控制板由鋰電池+干電池組合供電、毫米波雷達(dá)傳感器系統(tǒng)喚醒、藍(lán)牙芯片、電源管理 IC、3D 人臉識別、指紋識別、傳感器、按鍵、LCD 顯示屏、馬達(dá)驅(qū)動等組成。智能門鎖控制板供電分為鋰電池和干電池兩部分，優(yōu)先使用鋰電池供電，鋰電池沒電后干電池才會進(jìn)行供電，鋰電池就可以拿出來充電，鋰電池充電時也不會停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)供電時刻在線的效果。即便是鋰電池干電池都沒電，還可以用充電寶或USB Type-C數(shù)據(jù)線給門鎖充電，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急解鎖。

在實(shí)際使用中，由于靜電ESD和浪涌的存在，會導(dǎo)致智能門鎖出現(xiàn)故障，甚至對智能門鎖系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆的破壞性。針對智能門鎖靜電浪涌問題，東沃電子可提供高緊湊度、大功率、低鉗位電壓、低漏電、超高穩(wěn)定性的全系列ESD靜電防護(hù)器件，客戶可根據(jù)不同接口的靜電等級選擇合適的產(chǎn)品。

智能門鎖浪涌靜電防護(hù)器件TVS/ESD選型攻略

1）Type-C（USB）電源供電口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖通過Type-C（USB）接口供電（充電），根據(jù)充電電流大小可選擇5V或12V的ESD靜電保護(hù)二極管。5V電源供電口推薦東沃SD05C或DW05DP-S，SD05C最大IPP=30A(8/20us)，功率450W，采用SOD-323封裝；DW05DP-S最大IPP=100A(8/20us)，功率2000W，采用DFN1006-2L小尺寸封裝。12V推薦東沃SD12C或DW12P4N3-S，SD12C最大IPP=18A(8/20us)，功率400W，采用SOD-323封裝；DW12P4N3-S最大IPP=150A(8/20us)，功率4000W，采用DFN2020-3L封裝，可滿足大功率充電需求。

2）Type-C（USB）數(shù)據(jù)口，高速I/O接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖高速數(shù)據(jù)或I/O傳輸時，對結(jié)電容要求比較高，通常要求選擇Cj<0.5pF的ESD防護(hù)器件。東沃電子技術(shù)推薦選型DW05DRF-B-E或DW05DGCMS-BH-E。東沃DW05DRF-B-E最大IPP=4A(8/20us)，功率80W，結(jié)電容0.3pF，采用DFN1006-2L封裝；東沃DW05DGCMS-BH-E最大IPP=3A(8/20us)，功率75W，結(jié)電容0.15pF，采用DFN0603-2L封裝，適合更高數(shù)據(jù)傳輸速率，。

3）VBAT電池接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖鋰電池電壓一般為4.2~4.5V，超過可能充鼓電池。針對4.2~4.5V電池端ESD防護(hù)，東沃電子技術(shù)推薦選型4.5V的ESD二極管：DW4.5DPF-B-S、DW4.5D3HP-S、DW4.5DPVL-S、DW4.5P4N3-B-S等，功率大小根據(jù)實(shí)際需求選擇。東沃DW4.5DPF-B-S最大IPP=30A(8/20us)，功率450W，采用DFN1006-2L封裝；東沃DW4.5D3HP-S最大IPP=100A(8/20us)，功率1500W，采用SOD-323F封裝；東沃DW4.5DPVL-S最大IPP=180A(8/20us)，功率2160W，采用DFN1610-2L封裝；東沃DW4.5P4N3-B-S最大IPP=250A(8/20us)，功率4000W，采用DFN2020-3L封裝。5V電池接口防護(hù)，東沃電子技術(shù)推薦選用DWGB0511D2、DWGB0510D2等。東沃DWGB0511D2最大IPP=100A(8/20us)，功率900W，采用DFN1006-2L封裝。東沃DWGB0510D2最大IPP=50A(8/20us)，功率600W，采用DFN1006-2L封裝。

4）按鍵、觸摸、LED接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖鍵盤、觸摸輸入和LED信號等接口靜電防護(hù)，東沃電子技術(shù)推薦選用結(jié)電容小于20pF的ESD二極管。3.3V信號推薦DW03DMS-B-E、DW3.3DF-B-E、DWUB3312D2、DWUB3310D1等，結(jié)電容分別為20pF、15pF、15pF、15pF，封裝分別為DFN0603-2L、DFN1006-2L、DFN1006-2L、DFN0603-2L。5V信號推薦DW05D5BC-B-E、DW05DF-BH-E、DW05DMS-BH-E、DWUB0510D2等，結(jié)電容分別為11pF、14pF、20pF、15pF，封裝分別為SOD-523、DFN1006-2L、DFN0603-2L、 DFN1006-2L。

5）LCD接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖LCD信號接口ESD靜電防護(hù)，結(jié)電容大小要求0.5pF左右，東沃電子技術(shù)推薦選型DW05DUCF-B-E、DW05DRF-B-E、DWMB0515D2、DWMB0516D2，工作電壓均為5V，結(jié)電容分別為0.5pF、0.3pF、0.3pF、0.3pF，封裝均為DFN1006-2L。電源部分東沃電子技術(shù)推薦選型DW07D5-B-E、DW18D-B-S，工作電壓分別為7V、18V，封裝分別為SOD-523、SOD-323。

6）傳感器接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖傳感器供電接口防護(hù)，東沃技術(shù)推薦選型SD05C，數(shù)據(jù)傳輸接口防護(hù)選用DW3.3DF-B-E，參數(shù)見上文。

7）音頻輸出接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖音頻輸出接口防護(hù)，東沃技術(shù)推薦選型DW05DRF-B-E，參數(shù)見上文。

8）RF射頻接口ESD防護(hù)器件選型

智能門鎖無線射頻（WIFI/藍(lán)牙/NFC等）接口ESD靜電保護(hù)，由于信號頻率較高，需要采用超低結(jié)電容的ESD二極管，東沃技術(shù)推薦選型DWPMB0511D2，最大IPP=3A(8/20us)，功率60W，結(jié)電容0.18pF，采用DFN1006-2L封裝，確保信號的完整性。

9）UART接口ESD防護(hù)器件選型

指紋模塊、人臉識別模塊、無線模塊等與主機(jī)采用UART方式連接，UART接口防ESD靜電保護(hù)，東沃技術(shù)推薦選型DW03DLC-B-S或DW05DLC-B-S，工作電壓分別為3.3V和5V，結(jié)電容均為1pF，功率均為350W，均采用SOD-323封裝。

10）馬達(dá)驅(qū)動浪涌防護(hù)器件TVS二極管選型

馬達(dá)驅(qū)動電路由于感性負(fù)載存在的原因容易產(chǎn)生浪涌尖峰，如果不加以保護(hù)很容易損壞驅(qū)動芯片，甚至影響系統(tǒng)的工作，為此需要選用浪涌抑制器件TVS二極管加以防護(hù)，東沃技術(shù)推薦選用SM4L17A、SMAJ15CA，功率均為400W，東沃SM4L17A在10/1000us測試條件下IPP=14.5A，采用SOD-123封裝；東沃SMAJ15CA在10/1000us測試條件下IPP=16.39A,采用SMA/DO-214AC封裝。

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