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压敏电阻、TVS管怎么判断好坏?万用表不通不一定是坏,65V压敏与3.3V、30V器件核对

沃虎技术团队 ·发布 ·约 10 分钟阅读
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  1. 01不通很正常:万用表电压够不到65V或30V,好件和开路的读数一样
  2. 02短路才能判坏:读数接近0时断开一端复测,仍接近0才判定损坏
  3. 03测漏电流:串100kΩ加到耐受电压,电阻上每1V压降对应10µA
  4. 04后级要核对:WHM0082VA钳位135V,后级耐压低于它,压敏完好也保护不住

板子打完浪涌或静电后,工程师通常会拿万用表去量防护器件:压敏电阻两端不通,TVS 管两个方向也不通,于是记下“器件正常”;也有人反过来,看到不通就判断“开路了,坏了”。这两种判断都站不住,因为对这类器件来说,万用表上的“不通”本来就是正常读数。

先给结论:万用表只能确认一件事,就是器件有没有短路。读数接近 0 才能判定坏;读数不通,好器件和已经开路的器件看起来一样,说明不了好坏。要进一步判断,得给器件加上它的额定电压,再看漏电流。下面用沃虎电子(VOOHU)官网的 WHM0082VA(直流 65V 压敏电阻)和 WHALD30E2B(30V 双向 ESD)、WHTA3V30P8B(3.3V ESD)等料号,把判断步骤走一遍。

#一、为什么“不通”很正常:万用表的电压够不到

压敏电阻和 TVS、ESD 器件平时都处在高阻状态,电压超过一定值才导通,并把浪涌或静电泄放掉。多数数字万用表在二极管档和电阻档的开路电压只有几伏,而下面这些料的耐受电压大多比它高,万用表根本碰不到器件的导通点,所以读到的就是“不通”。

料号官网极性或类别耐受电压寄生电容封装万用表“不通”说明什么
WHM0082VAMOV直流 65V—D14两个方向不通是正常读数,分不出好件和开路
WHALD30E2B双向 ESD30V0.9pFSOT-23两个方向不通是正常读数,分不出好件和开路
WHTA5V01P2CESD5V1.2pFSOT-363要按规格书找到保护脚,再和同料号好件对比
WHTA3V30P8BESD3.3V0.8pFSOD323读数和万用表开路电压有关,要和同料号好件对比
WHALD03G4UESD3.3V0.3pFDFN2510-10L要按规格书找到保护脚,再和同料号好件对比

表里的 ESD 料在官网归在 TVS/ESD 分类,这里讲的判断方法同样适用于 TVS 管。另外,3.3V 这类低压料的耐受电压和万用表开路电压接近,换一块表量,读数可能就不一样,所以不要拿读数的绝对值下结论,要用同一块表量同料号好件做对比。

#二、第一步:断电量短路,这是万用表能下结论的地方

先断电,等板上的电容放完电,再用二极管档或电阻档量器件两端,两个方向各量一次。结果按下面的表判断:

万用表读数结论下一步
两个方向都接近 0,蜂鸣档响疑似短路断开一端再量;断开后仍接近 0,判定损坏
电阻值明显低于同料号好件性能已变差的可能性大拆下复测,确认后更换
两个方向都不通没有短路,好坏还不能确定进入第三节测漏电流

如果器件焊在板上,读数接近 0 也不能直接判它坏。它两端还并着电容、电源芯片和后级接口芯片,其中任何一颗短路,读数都一样。做法是断开器件一端,分别量器件本身和板上剩下的电路:短路跟着器件走,就是器件坏了;短路留在板上,就要继续查后级。网口上的查法可以参考《网口雷击或浪涌后不通了,怎么判断是网络变压器坏了还是PHY坏了?》。

WHM0082VA
保护器件 · MOVWHM0082VA容忍电压65DC.V 钳位电压135V 额定功率0.1W
651350.1D14-40℃~125℃

#三、第二步:加额定电压测漏电流,这才能看出好坏

没有短路之后,要看器件在额定电压下还是不是高阻。不需要专门的仪器,一台可调直流电源、一颗 100kΩ 电阻和一块万用表就够了:器件拆下来,和电阻串联后接到电源上,电压从 0 慢慢升到官网的耐受电压,不要超过,然后量电阻两端的压降。漏电流等于压降除以 100kΩ,也就是电阻上每 1V 压降对应 10µA。

料号测试电压器件完全导通时的电流上限怎么看结果
WHM0082VA直流 65V0.65mA电阻压降接近 65V 表示已严重漏电
WHALD30E2B30V,正反各测一次0.3mA双向器件两个方向的结果应当接近
WHTA5V01P2C5V50µA按规格书方向接,电阻压降接近 5V 表示已严重漏电
WHTA3V30P8B3.3V33µA按规格书方向接,电阻压降接近 3.3V 表示已严重漏电

电流上限是电压除以 100kΩ 算出来的,串这颗电阻的作用就是限流,万一器件已经导通,也不会把电流加大造成二次损坏。判定值以规格书的漏电流为准,同时量一颗同批次好件做对比:好件电阻压降很小,被测件明显偏大,就不要再用。65V 这一档操作时要注意绝缘,先接好线再上电。

#四、压敏电阻还要看外观,并核对 135V 钳位电压

WHM0082VA 是 D14 封装,比上面这些贴片 ESD 器件大得多,外观能提供线索。表面开裂、鼓包、发黑或者引脚附近有烧痕,不用再测,直接更换。外观完好也不代表没事,经历过多次浪涌后,漏电流可能已经变大,所以外观检查不能代替第三节的测试。

还有一种情况是压敏电阻测下来是好的,后级芯片却坏了。WHM0082VA 的容忍电压是直流 65V,钳位电压是 135V,后者约为前者的 2 倍。浪涌到来时,后级要承受的电压可能接近 135V,后级耐压低于这个值,压敏电阻完好也保护不住。这时候不是换一颗同样的压敏电阻就能解决,要重新核对后级耐压和防护方案,防护器件的分工可以看《保护器件有哪些?》。

WHALD30E2B
保护器件 · TVS/ESDWHALD30E2B双向ESD 耐受电压30V 接触放电±30KV/±30KV PF0.9 封装sot-23
双向ESD30±30KV/±30KV0.9SOT-23-40℃~125℃

#五、ESD 器件:寄生电容和放电等级不用来判好坏

有人会想到用 LCR 表量寄生电容。WHALD03G4U 的寄生电容只有 0.3pF,WHTA3V30P8B 是 0.8pF,这么小的电容,测试夹具本身带来的电容就可能比它大,读数很难用来判断好坏。这两个参数是选型时看的,维修时优先看短路和漏电流。

放电等级也一样。WHALD03G4U 标的是空气 ±15kV、接触 ±12kV,WHALD30E2B 是空气、接触都 ±30kV,这些值要用静电枪按标准测试,万用表和漏电流测不出来。万用表和漏电流都正常,只说明器件现在还是高阻。如果板子是在静电测试后出现问题,改完要回到同样的静电测试条件下复测,才算验证通过。

#六、兆欧表和耐压仪不能直接拿来判断

另一个容易误判的场景是绝缘测试。兆欧表的输出常见 250V、500V、1000V,都远高于 WHM0082VA 的 65V 和 WHALD30E2B 的 30V。板上带着这些器件做绝缘或耐压测试时,读数掉下来或者测试不过,可能只是器件按设计导通了,并不代表它坏了,也可能反过来被测试电压打坏。

正确的做法是先看防护器件接在哪两点之间。跨在被测两点之间的,测试前先断开,或者把测试电压选在器件耐受电压以下;测试后再按第二、三节复查一遍器件,确认没有被测坏。

WHALD03G4U
保护器件 · TVS/ESDWHALD03G4U极性ESD 耐受电压3.3V 接触放电±15KV/±12KV PF0.3 封装DFN2510-10L
ESD3.3±15KV/±12KV0.3DFN2510-10L-40℃~125℃
解决方案Ethernet以太网接口与磁性器件配套查看方案 →

#七、确认坏了怎么换:四个步骤和打样核对清单

优先换回原料号。原料号换不了时,按下面四步在官网防护器件分类里重新确认,选型的详细思路可以参考《网口ESD保护二极管怎么选》。

第一步,核对电压:耐受电压不能低于线路的最高工作电压。5V 线路不能用 3.3V 的 WHTA3V30P8B;48V 直流线路用 WHM0082VA,按标称电压算还有 17V 余量;市电口不能用这颗直流 65V 的料。

第二步,核对极性:线路上会出现正负两个方向的信号,就要确认器件支持双向,比如极性标为双向 ESD 的 WHALD30E2B。

第三步,核对电容:高速差分线优先看寄生电容小的料,0.3pF 的 WHALD03G4U 和 1.2pF 的 WHTA5V01P2C 不能只因为电压相近就互换。

第四步,核对封装和引脚:SOD323、SOT-23、SOT-363、DFN2510-10L 的焊盘和引脚都不同,不能直接替换,要按规格书重新确认保护脚和接地脚。

序号核对项依据
01器件在电路里跨接的两点原理图
02线路最高工作电压,和耐受电压比较电路设计值、官网参数
03信号是否有正负两个方向电路设计值、官网极性栏
04寄生电容是否满足线路速率官网参数、信号完整性测试
05后级芯片耐压,和钳位电压比较后级规格书、规格书钳位条件
06封装、焊盘和引脚定义规格书
07工作温度:这几颗 ESD 和 MOV 均为 -40℃~125℃官网参数
08额定电压下的漏电流,新料抽样留底第三节的方法、规格书
09浪涌或静电测试的等级和通过判据项目测试要求
10换料后回到原测试条件复测,再查一次器件测试记录

#八、常见问题(FAQ)

万用表量压敏电阻不通,是坏了吗?

不能这样判断。万用表的电压远低于 WHM0082VA 的直流 65V,好件本来就不通。读数接近 0 才能判定短路;不通时要加额定电压测漏电流,并检查外观有没有开裂、发黑。

TVS 管可以用二极管档判断好坏吗?

只能排除短路。两个方向都接近 0 时,断开一端确认后可判定损坏。低压单向器件可以和同料号好件比读数,高压或双向器件两个方向都不通,二极管档得不出结论。

器件焊在板上能直接量吗?

可以先量,但读数接近 0 时不能直接判定,并联的电容和芯片短路也是同样的读数。要断开器件一端,分别量器件和板上电路,看短路跟着哪一边走。

测漏电流时电压加到多少?

加到官网标的耐受电压,不要超过:WHM0082VA 是直流 65V,WHALD30E2B 是 30V,WHTA5V01P2C 是 5V,WHTA3V30P8B 是 3.3V。串 100kΩ 电阻限流,电阻上每 1V 压降对应 10µA。

压敏电阻、TVS 管坏了能直接去掉吗?

只能作为临时排障手段。去掉后电路也许能工作,但这个端口已经没有这一级防护,下一次浪涌或静电可能直接打到后级,量产和交付的板子要装回合格的器件。

防护器件没坏,后级芯片却坏了,是什么原因?

要核对钳位电压和后级耐压。例如 WHM0082VA 的钳位电压是 135V,后级耐压低于这个值就有风险,同时还要查接地路径和布局,这种情况需要调整防护方案,不是换一颗同料号就能解决。

#需要样品或技术支持?

如果你正在排查防护器件是否损坏,或者需要确认换料方案,可以把原理图、线路工作电压、后级芯片耐压和浪涌、静电测试要求发给我们,沃虎电子 FAE 会帮你核对耐受电压、极性、寄生电容和封装,并安排 WHM0082VA、WHALD30E2B 等料号的样品。

——— VOOHU 沃虎电子 技术团队

技术支持邮箱:fae.thorne@voohu.cn | 电话:400-1048-018

苏州沃虎电子科技有限公司 | www.voohu.cn

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