1. SMBJ15A 基本信息

首先，了解器件的基本参数是设计的基础：

  • 型号： SMBJ15A
  • 类型： 单向瞬态抑制二极管
  • 工作电压： 15V
  • 击穿电压： 16.7V - 18.5V（最小值-典型值）
  • 钳位电压： 通常在24.4V左右（在测试电流Ipp下，具体值需查数据手册）
  • 峰值脉冲功率： 600W（10/1000μs波形）
  • 封装： SMB（DO-214AA）表面贴装

关键特性：

  • 单向性： 只能用于保护直流电路，因为它只对一个方向的过压（正向为二极管特性，反向为雪崩特性）进行钳位。如果需要保护交流电路或可能存在负压的直流电路，应选用双向TVS（如SMBJ15CA）。
  • 响应速度极快： 通常在皮秒（ps）级别，远快于压敏电阻（MOV）或气体放电管（GDT）。
  • 钳位电压低： 能将高能量的瞬时过压迅速限制在一个相对安全的水平（钳位电压），从而保护后级精密器件。

2. 电路设计要点

在设计使用SMBJ15A的电路时，需要遵循以下几个关键原则：

a. 布局与布线

这是TVS能否有效工作的重中之重。

  1. 就近安装： TVS管应尽可能靠近被保护的端口或芯片的电源引脚放置。例如，保护一个DC电源接口，TVS应直接放在接口的电源和地线引脚上。
  2. 路径最短： 从噪声/浪涌源到TVS，再到地的回路路径必须尽可能短而粗。长的走线会引入寄生电感，在快速瞬变电流（di/dt极高）通过时产生很高的感应电压（V = L * di/dt），这会叠加在钳位电压上，导致实际加到被保护器件上的电压远超TVS的标称钳位电压，从而使保护失效。
  3. 接地良好： TVS的接地端必须连接到低阻抗的接地平面。对于接口保护，通常使用“脏地”或“屏蔽地”，并与系统内部数字地通过单点连接。

b. 典型应用电路

一个典型的直流电源输入保护电路如下：

text

[外部电源+] -------- fuse F1 -------+-------+-----> [被保护电路 VCC]
                                  |       |
                                  C1     TVS1 (SMBJ15A)
                                  |       |
[外部电源- / GND] ----------------+-------+-----> [被保护电路 GND]
  • TVS1 (SMBJ15A)： 作为核心保护元件，负责吸收高能量、快速的瞬态过压（如ESD、EFT）。
  • 保险丝 F1： 防止持续过流或浪涌电流过大导致TVS或其他元件损坏。TVS主要应对瞬时脉冲，无法承受持续的大电流。
  • 滤波电容 C1： 与TVS配合使用，用于滤除低频噪声和稳定电源电压。注意，TVS负责高频/高压脉冲，电容负责低频纹波。

c. 选型考虑

虽然你指定了SMBJ15A，但完整的选型流程应包含：

  1. 工作电压： TVS的反向关断电压 必须略高于电路的最大正常工作电压。对于15V系统，SMBJ15A（15V）是合适的。如果工作电压是12V，则可以选择SMBJ12A。
  2. 钳位电压： 确保TVS在承受最大预期瞬态电流时的最大钳位电压 低于被保护芯片的最大耐受电压。例如，如果芯片最大耐压为25V，SMBJ15A的钳位电压（如24.4V）就在安全范围内。
  3. 峰值脉冲功率： 根据应用环境可能出现的瞬态脉冲能量来选择。SMBJ系列（600W）适用于大多数板级静电防护和中等强度的浪涌防护。如果预期有更严重的雷击浪涌，可能需要SMCJ（1500W）或更大功率的系列。
  4. 单向 vs 双向： 确认电路是否会有负压。如果没有，单向（SMBJ15A）即可，其正向特性类似于普通二极管。

3. 主要应用领域

SMBJ15A凭借其15V的工作电压和600W的功率能力，广泛应用于各类15V或以下的电子系统中，特别是那些需要暴露于外部接口的设备。

a. 通信与网络设备

  • 以太网端口： 保护PHY芯片的电源线和RJ45连接器后面的信号线（通常使用专门的多通道TVS阵列）。
  • RS-232/RS-485/RS-422接口： 保护串行通信的数据线，防止热插拔或现场环境引起的瞬态过压。
  • xDSL调制解调器： 保护电话线接口。

b. 汽车电子

  • 符合ISO 7637-2标准： 汽车环境中存在大量的抛负载、浪涌和瞬态脉冲。SMBJ15A可用于保护车载娱乐系统、仪表盘、ECU控制单元等12V系统的电源输入线。
  • 传感器接口： 保护各种传感器（如轮速传感器、压力传感器）的连接线和供电线。

c. 工业控制与自动化

  • PLC I/O模块： 保护数字量输入/输出通道，防止现场继电器、电磁阀等感性负载断开时产生的反电动势冲击。
  • 现场总线： 如CAN总线、Profibus等，保护通信节点。
  • 24V直流系统电源输入： 注意，对于24V系统，应选择SMBJ28A或SMBJ26A等型号，SMBJ15A不适用。

d. 消费电子与计算机外围设备

  • USB端口： 保护电源线和数据线（常用专门的USB TVS阵列）。
  • HDMI/DisplayPort接口： 防止热插拔引起的静电放电损坏。
  • 电源适配器输出端： 作为二次侧的输出过压保护。

e. 电源管理

  • DC/DC转换器： 放置在转换器的输入或输出端，吸收来自电源线或负载的瞬态干扰。
  • 开关电源的次级侧： 保护输出电压，防止过冲和浪涌。

总结

SMBJ15A 是一款非常通用和可靠的15V单向瞬态抑制二极管。它在电路设计中的核心价值在于为敏感的电子设备提供快速、高效的过电压防护。其成功应用的关键在于：

  1. 正确的选型（电压、功率、单向/双向）。
  2. 精心的PCB布局（短而粗的走线，就近安装）。

它广泛存在于一切需要应对静电、电快速瞬变脉冲以及中等强度浪涌的15V及以下电子系统中，是现代电子设备不可或缺的保护卫士。

电性参数

封装尺寸

数据手册

SMBJ15A 瞬态抑制二极管 数据手册下载

供货情况
SMBJ15A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/smbj15a/； 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。

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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