1. SMAJ58A 关键参数解读

在设计之前，必须理解其核心参数：

  • 工作峰值反向电压 V_{RWM}:58V
    • 这是TVS在正常电路工作状态下可以持续承受的最大电压。您电路的正常工作电压必须低于此值，通常选择V_{RWM}略高于电路的最大工作电压。
  • 击穿电压 V_{BR} @ I_T:64.4V ~ 71.2V（在测试电流I_T = 1mA时）
    • 当流过TVS的电流达到1mA时，其两端的电压为此值。这是TVS开始进入雪崩击穿区域的标志。
  • 最大钳位电压 V_C @ I_{PP}:93.6V（在峰值脉冲电流I_{PP} = 17.8A时）
    • 这是最重要的参数！ 当经受一个巨大的瞬态浪涌（如17.8A的8/20μs电流波）时，TVS会将电压限制在这个值。您要保护的芯片的耐压必须高于此值。
  • 峰值脉冲功率 P_{PP}:600W（基于10/1000μs波形）
    • 这是TVS能瞬间耗散的最大能量。SMAJ58A是600W级别的器件。
  • 极性：单向
    • 单向TVS用于保护直流电路。它像齐纳二极管一样，在正向导通时是普通二极管（约0.7V压降），在反向时具有雪崩特性。

2. 电路设计要点

2.1 基本连接方法

SMAJ58A的连接方式非常简单直接：

  • 对于直流电源线保护（如+12V， +24V， +48V线路）：
    • 将TVS的阴极 连接到需要保护的正电源线。
    • 将TVS的阳极 连接到地。
  • 对于信号线保护：
    • 如果信号是单向的（例如始终是正电压），连接方式与电源线相同，阴极接信号线，阳极接地。
    • 如果信号是双向的（如RS-485、CAN总线），则需要使用双向TVS（如SMAJ58CA），或者使用两个单向TVS背对背串联（阴极对阴极）连接在信号线和地之间。

2.2 典型应用电路示例

下面是一个为24V直流电源输入端口提供保护的典型电路，展示了TVS如何与其他保护器件协同工作。

text

                          ┌─────────────┐
  External 24V ───────────┤1           │
 (e.g., from Power Supply)│             │
                          │   Fuse      │    To Internal
                          │             ├───── Circuitry
  GND ────────────────────┤2           │    (e.g., MCU, Sensor)
                          └─────────────┘
                               │
                               │
                               ▼
                          ┌─────────────┐
                          │             │
                          │    TVS      │
                          │  SMAJ58A    │
                          │             │
                          │  Cathode    │
                          └─────┬───────┘
                                │
                               GND

更完整的保护方案：

在实际工业或汽车环境中，通常会采用多级保护。

text

                 ┌─── Inductor / Ferrite Bead ───┐
                 │                               │
  Vin ──────┬─────┴─────────────────────────┬─────┴───── Vout_to_System
           ││                              ││
           ││ TVS (粗保护，吸收大能量)       ││ TVS (精细保护，应对ESD)
           ││ SMAJ58A                      ││ SMAJ5.0A (用于低电压)
           ││                              ││
  GND ──────┴─────────────────────────┬─────┴──────────── GND
                                      │
                                 ┌────┴────┐
                                 │         │
                                 │  Tantalum│
                                 │ Capacitor│
                                 │ (滤波/储能)│
                                 │         │
                                 └─────────┘

各元件作用：

  1. 保险丝： 位于最前端，防止因TVS击穿短路或后级电路故障导致持续过流，引发火灾。它是“牺牲”自己保护整个系统的。
  2. TVS (SMAJ58A): 核心保护元件。当有高压浪涌从Vin进来时，它会迅速（皮秒级）动作，将Vin对地的电压钳位在93.6V以下，从而保护后级电路。
  3. 电感/磁珠： 与TVS和电容构成LC滤波网络。它可以阻止高频噪声进入系统，同时也能减缓浪涌脉冲的上升沿，让TVS有更充分的时间响应和吸收能量。
  4. 电容： 提供滤波和能量缓冲。它可以吸收一些低频的电压波动和毛刺，为瞬间的电流需求提供补充。

2.3 布局布线准则

TVS的性能很大程度上受PCB布局的影响：

  • 路径最短： TVS的阳极到地，以及阴极到被保护信号线的连接必须尽可能短而粗。任何过长的走线都会引入寄生电感，在快速瞬变事件（如ESD）中产生高压尖峰，削弱TVS的保护效果。
  • 接地良好： TVS必须连接到一个干净、低阻抗的接地平面上。避免使用长的、细的接地线。
  • 靠近接口： TVS应放置在被保护电路的入口处，即浪涌能量最先到达的地方。通常是连接器、端口或开关的旁边。

3. 选型验证步骤

在为您的电路选择SMAJ58A时，请按以下步骤验证：

  1. 确定电路正常工作电压 V_{CC}：
    • 例如，您的电路是36V系统。
  2. 检查 V_{RWM} 是否足够：
    • SMAJ58A的V_{RWM} = 58V > 36V。通过。
  3. 确定可能面临的浪涌威胁等级：
    • 参考相关标准（如IEC 61000-4-5），确定您的设备需要承受多大的浪涌电流（如100A 8/20μs）。
  4. 计算TVS所需的最小 P_{PP}：
    • P_{PP} = V_C * I_{PP}。对于100A的浪涌，假设V_C约为100V，则需要至少 100V * 100A = 10,000W的TVS。显然SMAJ58A（600W）不够。
    • 结论： SMAJ58A适用于能量较小的瞬态事件，如低等级的雷击浪涌、感性负载切换、ESD等。对于严酷的工业浪涌，需要选择更高功率的TVS，如SMCJ58A（1500W）、5.0SMDJ58A（5000W）或使用专门的浪涌保护器件。
  5. 检查被保护器件的最大耐受电压 V_{MAX}：
    • 您要保护的IC或MOSFET的最大耐压是多少？例如是100V。
    • SMAJ58A的最大钳位电压V_C = 93.6V < 100V。通过。这意味着在浪涌发生时，IC承受的电压不会超过93.6V，低于其损坏阈值

电性参数

封装尺寸

数据手册

SMAJ58A 瞬态抑制二极管 数据手册下载

供货情况
SMAJ58A应用领域电路设计及数据手册系列产品采用 DO-214AA(SMB) 封装，每卷3,000个，如需了解产品详情，请访问https://semiwell.com/product-general-tvs/smaj58a/； 现提供样品，您可向全球各地矽门微Semiwell的授权经销商索取样品。

关于Semiwell
矽门微Semiwell拥有过电压保护器件系列产品的完善产品阵容。公司凭借其在半导体领域的技术和终端产品的应用背景，为电子、汽车和工业市场上的客户提供服务。如果您有技术问题，请按以下方式联系技术支持团队；邮箱：sales06@semiwell.com； 免费技术支持热线：86-21-5484-1002；如需了解更多信息，请访问矽门微Semiwell官方网站：https://semiwell.com