新时代充电技术突波保护设计

晶焱科技DFN1610系列电源专用突波保护元件TVS。

充电技术发展一直是热门议题，可概分为两大类，其一为追求充电效率的有线快速充电技术，另一则为追求便利性的无线充电技术。目前市场上主要的有线快速充电技术以Qualcomm的Quick Charge 3.0，联发科的Pump Express 3.0以及USB TypeC所支持的Power Delivery 3.0为主流，藉由提升充电电压和电流的方式来缩短充电时间，如Power Delivery 3.0可支持到20V，5A总计为100W功率能量，已可供应到工作站等级的电子设备用电量。

而同时无线充电技术亦同步在热门地发展着，主流的无线充电技术以电感耦合方式的磁感应和磁共振技术为主，包括有WPC的Qi标准，A4WP的Rezence标准和以建置无线充电环境为主的PMA协会。而这些无线充电技术拓展方向并不以只针对手持式装置为主，包含如更广大应用的物联网设备和电动车应用，都是这些无线充电技术涵括的范围。

有线充电由于热插拔的方式将产生频繁的ESD缆线放电事件，而快速充电技术需提升电压和电流量来满足高功率的需求，因此衍生了电源在线更多的EOS事件和浪涌Surge突波问题，而采用高度整合芯片的先进制程技术更降低芯片本体的ESD/EOS抗受度，因此需在系统PCB上采用更加完善的外部突波ESD/EOS保护方案设计。

无线充电由于采用电感耦合传送接收能量技术，因此需在电子设备背面设计一大面积电感线圈为传送接收端，虽然不再有有线充电的热插拔引起的ESD缆线放电事件，取而代之的是此大面积电感线圈也将易于感应周遭的暂态突波，而形成类似ESD的EFT突波，甚至是具有低频大能量的EOS突波事件，从而导致系统的运作不良或烧毁。

目前针对电源的ESD测试标准主要参照IEC61000-4-2规范，其为模拟人体或缆线带电放电事件。而EFT测试标准为IEC61000-4-4规范，其为模拟电感性负载上的电性快速暂态事件。EOS和浪涌Surge突波测试则遵循IEC61000-4-5规范，是目前主要模拟电气过载事件的测试标准，尤其为针对第三方世界电力系统建置尚未完善为主要市场的电子产品，其电源在线的EOS/Surge测试规格更为严苛要求。

晶焱科技累积20余年起自交通大学和工研院的研发能量，开发自我专利技术发展出适用于快速充电、无线充电和智能电源管理IC的突波保护元件。其中推出的一系列DFN1610封装电源专用的突波保护元件TVS，不仅具有仅仅1.6mm x 1.0mm的面积，且其高度更只有0.5mm，可有效的节省PCB面积成本，并适用于智能手机和穿戴式装置的需求。

DFN1610电源TVS涵括的电压范围从最低1.8V到最高58V，可满足于现今主要的电子设备充电电压需求，DFN1610电源专用TVS整合了ESD/EFT/EOS三大主要的突波保护能力，其超群的ESD保护能力可达IEC61000-4-2 Contact 30kV以上，而EOS/Surge保护能力最高可达IEC61000-4-5电流波形8/20us 80A，EFT电性快速暂态保护能力则可达符合IEC61000-4-4 80A之最高等级，因此可为客户有效节省PCB物料成本来达到产品最佳的可靠度要求。

若是针对EOS/Surge有更严苛的测试要求，晶焱科技亦推出DFN2020封装的一系列超级EOS突波保护元件，此DFN2020封装系列含括12V/14V/26V电压应用，EOS/Surge保护能力最高等级可达IEC61000-4-5 8/20us电流波形150A，晶焱科技与众多国际大厂合作协助其产品通过面向印度市场的严苛EOS/Surge测试规格要求，提升电子产品的可靠度和降低返修率，进而降低更多的维修成本，以确保其在印度市场的成功。 (本文由晶焱科技李健铭经理提供，尤嘉禾整理)