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如何实现智能音箱的过压保护设计?

如何实现智能音箱的过压保护设计?

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高川

2022-1-14 11:06:58
  
  蓝牙音箱和智能音箱是家庭语音AI的代表产品,对越来越多的手动控制开关和打字放歌的同学非常有效。
  电磁兼容需求
  智能音箱属于消费类电子产品,需要通过国家强制性3C要求。图中3CLogo中S 代表产品的安规,E代表EMC即电磁兼容。
 
  雷卯到手一个成品的小米智能音箱,来拆解看下目前的拆解电路板。
  智能音箱USB接口
  智能音箱电源线/扬声器插口
  根据电路板的接口特性:
  智能音箱主板的电源接口和USB接口需要做过压防护设计。
  
  从拆下的空板上看,该控制板上有超过30颗的静电防护器件TVS/ESD,为了布线方便,都采用单路的0402(DFN1006)封装,或0805(SOD-323)封装,设计保护还是充分的。
  雷卯专供TVS/ESD器件。现详细介绍0402(DFN1006)封装和0805(SOD-323)封装的,适合用在智能音箱的TVS/ESD:
  一.高能量保护TVS/ESD
  SMDA05CCN ,SD0571D3W,是针对电源线或者USB Vbus的保护器件,在静电保护的同时,还能够确保几十安培的浪涌防护。
  SMDA05CCN 是0402封装, 抗浪涌能力25A;
  SD0571D3W 是0805封装,功率更大,抗浪涌能力80A。
  ESD DNF1006 SMDA05CCN
  ESD SOD-323 SD0571D3W
  二。低电容TVS
  保护高速信号线,比如USB,HDMI,TF存储卡,SIM卡,由于信号传输的要求,对并联器件的电容要求极高,一般选用低于1PF的器件可以满足要求,这类器件一般用单路和四路封装。
  ULC0511CDN 0.22PF 0402(DFN1006)单路 双向保护
  ESD5Z5CL 0.5PF 0603(SOD-523) 单路 双向保护
  ULC0524PA 0.35PF DFN2510P10 四路 单向保护
  USRV05-4 0.5PF SOT-26 四路 单向保护
  低电容ESD DFN1006 ULC0511CDN30
  ESD SOD-523 ESD5Z5CL
  ESD DFN2510P10 ULC0524PA
  ESE SOT-26 USRV05-4
  总结
  电子产品的接口防护需用过压保护器件,很多工程师意识到要用保护器件,但由于选型不当或没按照ESD电路PCB设计原则,造成产品静电测试或EMC测试不通过,产品多次验证测试,浪费人力财力,造成产品延迟上市的事情总有发生,或过度设计,造成成本压力。
  雷卯为客户提供电磁兼容EMC的设计服务,提供实验室做摸底测试,从客户高效,控本方便完成设计,希望为更多的客户能快速通过EMC的项目,提高产品可靠性尽力。
  雷卯电子电磁兼容实验室,针对各种主芯片的智能音箱方案,提供外围静电保护参考电路。
  AMLOGIC A113X 小度 创维小派
  瑞芯微 RK3229 小豹
  全志 R16 叮咚 小米小爱mini 腾讯听听 索尼AI LF-S80D
  全志 R58小度在家
  海思 HS3798 海美迪视听机器人
  MTK MT8516 天猫精灵
  MTK MT2601 出门问问
  BCM43458
  澜起,杭州国芯等等。
  
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