SMF4L24CA 的核心参数决定了其应用定位：

  • 工作电压： 24V （非常适合24V系统）
  • 钳位电压： 38.9V @ 24.2A（IPP，8/20μs脉冲）
  • 峰值脉冲功率： 600W (DO-214AA/SMB封装的标准功率等级)
  • 极性： 单向

这意味着它主要用于防护直流正电源线，将瞬态过电压（如ESD、EFT、浪涌）钳位在一个安全的水平（典型值<39V），以保护后端电路。

一、主要应用领域

  1. 工业自动化与控制系统：
    • 24V PLC I/O模块： 防护数字量/模拟量输入输出端口。
    • 传感器电源与信号线： 尤其是长线传输的接近开关、光电传感器等（24VDC供电）。
    • 执行器（电磁阀、继电器线圈）接口： 抑制感性负载断开时产生的反电动势浪涌。
  2. 汽车电子（非动力总成）：
    • 24V商用车系统： 卡车、巴士的电源总线防护。
    • 车身控制模块（BCM）输入： 防护来自开关、负载的瞬态干扰。
    • 车载信息娱乐系统电源端口。
  3. 通信与网络设备：
    • 24V PoE（以太网供电）设备： 虽然标准PoE是48V，但一些非标或特定设备可能使用24V供电。
    • 工业交换机/路由器电源输入口。
  4. 消费电子与电源适配器：
    • 24V输出适配器的输出端： 增强抗浪涌能力。
    • 大功率LED驱动器/照明系统。
  5. 安防与监控：
    • 24V摄像机的电源输入端。

二、典型电路设计方案

TVS二极管的设计核心是：正确放置、保证快速响应、确保泄放通路。

方案1：直流电源线初级防护（最常用）

这是SMF4L24CA最典型的应用，放置在电源入口，作为初级或次级钳位保护。

电路图：

text

                   ┌─────────┐
   DC 24V IN >─────┤1      + ├─────> To PCB (VCC_Protected)
                   │   TVS   │
                   │ SMF4L24CA│
   GND_IN    >─────┤2      - ├─────> GND
                   └─────────┘
                         │
                        GND Plane (低阻抗)

设计要点：

  1. 布局与布线：
    • 最短路径原则： TVS应尽可能靠近电源接口或连接器入口处。
    • 低阻抗接地： TVS的接地引脚必须通过短而粗的走线连接到系统接地平面（最好是机壳地或电源地平面）。这是泄放大电流的关键，不良的接地会大幅降低防护效果。
    • 主通路串联小电感/磁珠： 可以在TVS前端串联一个0603封装的10-22Ω电阻或磁珠（FB），以限制瞬态电流峰值，分担TVS压力，并提高后级滤波效果。
    text[IN]---[FB/Resistor]---[TVS to GND]---[LC Filter]---[IC]
  2. 前级配合（可选但推荐）：
    • 对于可能承受高能量浪涌（如雷击感应）的端口，TVS前级可配合一个气体放电管（GDT） 或压敏电阻（MOV）。GDT/MOV负责泄放大能量但残压高，TVS反应更快、残压低，两者组合构成完美的两级防护。

方案2：感性负载瞬态抑制（反电动势吸收）

用于保护驱动继电器、电磁阀、电机等感性负载的开关器件（如MOSFET、晶体管）。

电路图：

text

                          ┌─────────┐
        VCC (24V) >───────┤+        │
                          │   TVS   │
                          │ SMF4L24CA│
        Switch/Driver >───┤-        ├───> To Load (Coil)
                          └─────────┘
                                │
                               GND

或直接跨接在负载线圈两端：

text

        ┌─────[Load Coil]────┐
        │                    │
       VCC                  GND
        │                    │
        └──[TVS SMF4L24CA]──┘

设计要点：

  • TVS的阴极接电源正极（VCC），阳极接开关节点。当开关断开，线圈产生正极性反峰电压时，TVS导通将其钳位。
  • 选型验证： 需要估算线圈存储的能量 E = 1/2 * L * I²，并确保单次脉冲能量在TVS可承受范围内。SMF4L24CA能承受的脉冲能量远大于典型继电器线圈的能量。

方案3：信号线防护（单向信号）

用于防护高于GND但低于24V的单向信号线（如0-5V， 0-10V传感器输出，或数字信号线）。

电路图：

text

   Signal In >─────┬───────[Resistor 10-100Ω]──────> To Receiver IC
                   │
                  ┌┴┐
                  │ │ TVS
                  │ │ SMF4L24CA
                  └┬┘ (Cathode to VCC or Signal, Anode to GND)
                   │
                  GND

设计要点：

  1. 极性确认： 单向TVS用于信号线正电压的钳位。确保阴极接信号线，阳极接地。
  2. 串联电阻： 必须在前端串联一个限流电阻（如22Ω~100Ω），用于限制TVS动作时的瞬间大电流，防止信号源过载，同时与TVS的结电容形成低通滤波器，对高速信号的影响需要评估。
  3. 电容影响： SMF4L24CA的典型结电容约200pF。这对于低速数字信号（如I/O， RS-232）和模拟信号（0-10V）没有问题。但对于高速信号（如USB， HDMI， MIPI），此电容过大，会导致信号完整性下降，应选用专门的低电容TVS（如<1pF）。

三、设计 checklist 与注意事项

  1. 电压匹配：
    • VRWM（24V） ≥ 电路正常工作电压： 24V系统通常有波动，确保最高工作电压（如28V）仍低于VRWM。
    • VBR（击穿电压， min 26.7V） 要留有余量，防止误触发。
    • 被保护IC的最大耐受电压必须高于TVS的最大钳位电压VC（max 42.1V）。
  2. 功率与能量：
    • 600W 功率对应标准的8/20μs测试波形。实际应用中的浪涌波形可能不同，需查阅数据手册中的降额曲线。
    • 对于频繁的瞬态（如马达启停），要考虑平均功率是否超限。
  3. 布局黄金法则：
    • 回路面积最小化： TVS、接地路径和被保护线路形成的环路面积要尽可能小，以减小寄生电感，保证TVS的快速响应。
    • “先防护，后滤波”： TVS必须在滤波电路（如π型滤波器）的前端，先钳位高压，再由滤波器平滑。
  4. 双向与单向选择：
    • SMF4L24CA是单向的，只能防护正极性瞬态。如果线路上可能存在负压瞬态（如RS-485差分线），应选用双向TVS（如SMBJ24CA）或为负压线单独配置一个TVS。

总结：
SMF4L24CA是一款针对24V系统电源线防护的“标准件”。成功的应用不仅在于选对型号，更取决于精心的PCB布局和接地设计。务必遵循 “靠近接口、粗短接地、最小回路” 的原则，才能使其发挥最佳的防护效能。对于信号线应用，需额外关注其结电容和串联电阻的配置。

电性参数

封装尺寸

数据手册

SMF4L24CA 瞬态抑制二极管 数据手册下载

供货情况
SMF4L24CA系列产品采用SOD-523封装，每卷3,000个，如需了解产品详情，请访问https://semiwell.com/product-general-tvs/smf4l24ca/； 现提供样品，您可向全球各地的 Semiwell 的授权经销商索取样品。

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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； 电话：86-21-5484-1002； 如需了解更多信息，请访问 Semiwell 官方网站：https://semiwell.com