智能门锁浪涌静电保护方案及ESD/TVS二极管选型攻略

       智能门锁是指在传统机械锁的基础上改进，将电子技术、集成电路、电子元器件等结合多种识别技术的产品。近几年来，智能门锁逐渐成为消费者首选，不仅有着更高的安全防护性能，而且使用起来也十分方便。智能门锁支持多种解锁方式，包括指纹解锁、钥匙解锁、NFC卡片解锁、临时密码解锁、手机/手表解锁、AI3D 人脸解锁等。随着智能门锁市场快速发展和产品可靠性提升的需求，相关的检测规范也应运而生，其中包含静电放电标准IEC61000-4-2和浪涌冲击标准 IEC61000-4-5。东沃电子DOWOSEMI拥有全套先进的测试设备与专业的测试整改团队，可根据相关的测试标准，提供智能门锁ESD/EOS及浪涌防护整体解决方案。

智能门锁浪涌静电保护方案设计图

       如图所示，智能门锁控制板由锂电池+干电池组合供电、毫米波雷达传感器系统唤醒、蓝牙芯片、电源管理 IC、3D 人脸识别、指纹识别、传感器、按键、LCD 显示屏、马达驱动等组成。智能门锁控制板供电分为锂电池和干电池两部分，优先使用锂电池供电，锂电池没电后干电池才会进行供电，锂电池就可以拿出来充电，锂电池充电时也不会停机，从而实现循环供电时刻在线的效果。即便是锂电池干电池都没电，还可以用充电宝或USB Type-C数据线给门锁充电，实现应急解锁。

       在实际使用中，由于静电ESD和浪涌的存在，会导致智能门锁出现故障，甚至对智能门锁系统产生不可逆的破坏性。针对智能门锁静电浪涌问题，东沃电子可提供高紧凑度、大功率、低钳位电压、低漏电、超高稳定性的全系列ESD静电防护器件，客户可根据不同接口的静电等级选择合适的产品。

智能门锁浪涌静电防护器件TVS/ESD选型攻略

1）Type-C（USB）电源供电口ESD防护器件选型

       智能门锁通过Type-C（USB）接口供电（充电），根据充电电流大小可选择5V或12V的ESD静电保护二极管。5V电源供电口推荐东沃SD05C或DW05DP-S，SD05C最大IPP=30A(8/20us)，功率450W，采用SOD-323封装；DW05DP-S最大IPP=100A(8/20us)，功率2000W，采用DFN1006-2L小尺寸封装。12V推荐东沃SD12C或DW12P4N3-S，SD12C最大IPP=18A(8/20us)，功率400W，采用SOD-323封装；DW12P4N3-S最大IPP=150A(8/20us)，功率4000W，采用DFN2020-3L封装，可满足大功率充电需求。

2）Type-C（USB）数据口，高速I/O接口ESD防护器件选型

       智能门锁高速数据或I/O传输时，对结电容要求比较高，通常要求选择Cj<0.5pF的ESD防护器件。东沃电子技术推荐选型DW05DRF-B-E或DW05DGCMS-BH-E。东沃DW05DRF-B-E最大IPP=4A(8/20us)，功率80W，结电容0.3pF，采用DFN1006-2L封装；东沃DW05DGCMS-BH-E最大IPP=3A(8/20us)，功率75W，结电容0.15pF，采用DFN0603-2L封装，适合更高数据传输速率，。

3）VBAT电池接口ESD防护器件选型

       智能门锁锂电池电压一般为4.2~4.5V，超过可能充鼓电池。针对4.2~4.5V电池端ESD防护，东沃电子技术推荐选型4.5V的ESD二极管：DW4.5DPF-B-S、DW4.5D3HP-S、DW4.5DPVL-S、DW4.5P4N3-B-S等，功率大小根据实际需求选择。东沃DW4.5DPF-B-S最大IPP=30A(8/20us)，功率450W，采用DFN1006-2L封装；东沃DW4.5D3HP-S最大IPP=100A(8/20us)，功率1500W，采用SOD-323F封装；东沃DW4.5DPVL-S最大IPP=180A(8/20us)，功率2160W，采用DFN1610-2L封装；东沃DW4.5P4N3-B-S最大IPP=250A(8/20us)，功率4000W，采用DFN2020-3L封装。5V电池接口防护，东沃电子技术推荐选用DWGB0511D2、DWGB0510D2等。东沃DWGB0511D2最大IPP=100A(8/20us)，功率900W，采用DFN1006-2L封装。东沃DWGB0510D2最大IPP=50A(8/20us)，功率600W，采用DFN1006-2L封装。

4）按键、触摸、LED接口ESD防护器件选型

       智能门锁键盘、触摸输入和LED信号等接口静电防护，东沃电子技术推荐选用结电容小于20pF的ESD二极管。3.3V信号推荐DW03DMS-B-E、DW3.3DF-B-E、DWUB3312D2、DWUB3310D1等，结电容分别为20pF、15pF、15pF、15pF，封装分别为DFN0603-2L、DFN1006-2L、DFN1006-2L、DFN0603-2L。5V信号推荐DW05D5BC-B-E、DW05DF-BH-E、DW05DMS-BH-E、DWUB0510D2等，结电容分别为11pF、14pF、20pF、15pF，封装分别为SOD-523、DFN1006-2L、DFN0603-2L、 DFN1006-2L。

5）LCD接口ESD防护器件选型

       智能门锁LCD信号接口ESD静电防护，结电容大小要求0.5pF左右，东沃电子技术推荐选型DW05DUCF-B-E、DW05DRF-B-E、DWMB0515D2、DWMB0516D2，工作电压均为5V，结电容分别为0.5pF、0.3pF、0.3pF、0.3pF，封装均为DFN1006-2L。电源部分东沃电子技术推荐选型DW07D5-B-E、DW18D-B-S，工作电压分别为7V、18V，封装分别为SOD-523、SOD-323。

6）传感器接口ESD防护器件选型

       智能门锁传感器供电接口防护，东沃技术推荐选型SD05C，数据传输接口防护选用DW3.3DF-B-E，参数见上文。

7）音频输出接口ESD防护器件选型

       智能门锁音频输出接口防护，东沃技术推荐选型DW05DRF-B-E，参数见上文。

8）RF射频接口ESD防护器件选型

       智能门锁无线射频（WIFI/蓝牙/NFC等）接口ESD静电保护，由于信号频率较高，需要采用超低结电容的ESD二极管，东沃技术推荐选型DWPMB0511D2，最大IPP=3A(8/20us)，功率60W，结电容0.18pF，采用DFN1006-2L封装，确保信号的完整性。

9）UART接口ESD防护器件选型

       指纹模块、人脸识别模块、无线模块等与主机采用UART方式连接，UART接口防ESD静电保护，东沃技术推荐选型DW03DLC-B-S或DW05DLC-B-S，工作电压分别为3.3V和5V，结电容均为1pF，功率均为350W，均采用SOD-323封装。

10）马达驱动浪涌防护器件TVS二极管选型

       马达驱动电路由于感性负载存在的原因容易产生浪涌尖峰，如果不加以保护很容易损坏驱动芯片，甚至影响系统的工作，为此需要选用浪涌抑制器件TVS二极管加以防护，东沃技术推荐选用SM4L17A、SMAJ15CA，功率均为400W，东沃SM4L17A在10/1000us测试条件下IPP=14.5A，采用SOD-123封装；东沃SMAJ15CA在10/1000us测试条件下IPP=16.39A,采用SMA/DO-214AC封装。

       以上是东沃智能门锁浪涌静电保护方案，如有特殊需求，欢迎前来探讨。浪涌静电防护方案，找东沃电子，电路保护不迷路！方案中选型用到的ESD静电保护二极管和TVS二极管，东沃电子已全面量产、品质稳定、高可靠性、交期迅速、厂家价格、免费样品、免费EMC测试、免费选型，欢迎广大新老客户前来咨询：137 5773 6996（微信同号）余工。