SMBJ24CA瞬态抑制二极管应用领域电路设计及数据手册

SMBJ24CA 瞬态抑制二极管（TVS）应用详解

SMBJ24CA 是一款 24V 双向 TVS 二极管，主要用于 瞬态过电压防护，如 ESD（静电放电）、浪涌（Surge）、雷击感应等。其典型应用涵盖通信、工业控制、汽车电子、电源管理等领域。

1. 主要应用领域

(1) 通信接口保护

• RS-485/RS-422/CAN 总线：防止共模/差模浪涌干扰。
• 以太网（RJ45）：保护 PHY 芯片免受 ESD 和雷击感应损坏。
• USB/HDMI 接口：抑制静电放电（ESD IEC 61000-4-2）。

(2) 工业控制 & 24V 电源防护

• PLC I/O 端口：防止感性负载（继电器、电机）反峰电压冲击。
• 24V 传感器供电：抑制电源线上的浪涌和脉冲干扰。
• DC-DC 电源输入：防止输入过压损坏后级电路。

(3) 汽车电子

• 12V/24V 车载电源：防护负载突降（Load Dump）和抛负载（ISO 7637-2）。
• CAN/LIN 总线：防止总线上的瞬态过压。

(4) 消费电子 & 智能家居

• 智能家电控制板：保护 MCU 的 GPIO 免受 ESD 损坏。
• 锂电池保护电路：防止充电过压或反向电压冲击。

2. 典型电路设计

(1) 24V 电源线保护

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+24V ────────┬─────── SMBJ24CA (阴极接电源, 阳极接地)
             │
            GND

• 作用：当电源电压超过 26.7V（VBR） 时，TVS 导通，钳位电压至安全范围（≈30V）。
• 适用场景：工业 24V 电源、车载电源输入防护。

(2) RS-485/CAN 总线防护

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CAN_H ──────── SMBJ24CA ──── GND  
CAN_L ──────── SMBJ24CA ──── GND  

• 作用：抑制共模和差模浪涌，保护 CAN 收发器（如 SN65HVD23）。
• 推荐搭配：TVS + 共模电感 + 电阻，增强抗干扰能力。

(3) 高速数据线（USB/HDMI）ESD 防护

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USB_D+ ──────── SMBJ24CA ──── GND  
USB_D- ──────── SMBJ24CA ──── GND  

• 作用：符合 IEC 61000-4-2（ESD 8kV/15kV） 防护标准。
• 注意：选择低电容 TVS（如 SMBJ24CA 的结电容 < 50pF），避免影响信号完整性。

(4) 继电器/电机反峰吸收

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继电器线圈 ──────┬───── SMBJ24CA ──── GND  
                │  
              续流二极管（1N4007）

• 作用：防止继电器/电机断开时产生的反向电动势损坏驱动电路。
• TVS + 续流二极管 组合可提供双重保护。

3. 关键设计要点

1. 电压选择
   • SMBJ24CA 的 反向截止电压（V_RWM）= 24V，适合 24V 系统。
   • 实际钳位电压（V_C）约 30V，需确保后级电路能承受该电压。
2. 功率选择
   • SMBJ24CA 峰值脉冲功率 600W（8/20μs），适用于中等浪涌防护。
   • 更高能量场合（如雷击）可选用 SMCJ24CA（1500W） 或加气体放电管（GDT）。
3. 布局优化
   • TVS 尽量靠近被保护端口（如 USB 接口、电源输入）。
   • 地线短而粗，确保低阻抗泄放路径。
4. 双向 vs 单向
   • SMBJ24CA 是 双向 TVS，适用于交流或正负脉冲防护。
   • 若仅需防正向浪涌（如 DC 电源），可选 单向 TVS（如 SMBJ24A）。

4. 替代型号参考

总结

SMBJ24CA 适用于 24V 系统 的 ESD、浪涌防护，典型应用包括 电源线、通信总线、数据接口。设计时需注意 电压匹配、功率需求、布局优化，必要时可搭配 电感、电阻、GDT 增强防护能力。