手机防浪涌设计技术分析报告(一)

2019-04-12 09:39:52

                                                                                 手机防浪涌设计技术分析报告

一、行业现状分析:

        在电子设备高度发展的今天,手机的可靠性越来越受到重视,特别是出口非洲和东南亚的手机,由于天气和电网稳定性的影响,浪涌问题日益凸显。所以,手机增加TVS防浪涌已经成为主流。特别是品牌手机,全部要求增加很高的防浪涌标准。

        目前手机行业主要以3G和4G为主,其中,中低端手机以MTK和展讯为主要平台。这两款手机平台在4G方案上一般采用主板GND通过充电电流采样电阻接电池负极完成电路(3G不一样),采样电阻通常为10mR或者20mR。

        大多数4G手机电路设计防浪涌的时候,电池端TVS管的电路设计不合理,造成TVS钳位电压过高,加到后端的残压过高而损坏后端电路。在整改过程中就有可能要增加更多的TVS做保护,甚至还要更换其他元件来配合,无形中就增加了整改的难度和成本。所以,我们就需要分析一下防浪涌设计的一些问题和解决方案。

二、主要问题:

电路设计中主要存在以下两个问题:

1、电路走线不合理:

       随着Layout工程师水平的提高和对防浪涌的重视,走线不合理的情况越来越少见,但也还是可以碰到。

2、TVS的电路设计不合理:

       TVS的电路设计不合理就比较普遍存在了,基本行业内MTK和展讯4G的方案都存在,这种设计不合理USB和电池端都存在,电池端更普遍。可能产生这个问题的原因是对TVS工作方式理解不够,或者重视程度不够。不重视可能是因为有些机型打浪涌也是能过的,或者说能不能过浪涌是做浪涌器件的厂家该考虑的问题,主板设计可以考虑少点。这个问题我们重点讨论。

       需要强调的是,这里说的TVS的电路设计合理是指原理上合理,然后才是位置上合理,前者比后者重要。

三、问题分析:

1、电路走线不合理主要体现如下图:

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分析:浪涌电压进入电路后,电源总线在没有经过TVS之前就产生分支,这样的走线有可能造成后端电路2的损坏,而走线合理的后端电路1则可以被TVS保护,这种情况应该避免。


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