前言

在工業自動化現場，PLC如同產線的“大腦”。然而，如電機啟停的浪涌、電網波動、靜電放電（ESD）等惡劣的電力環境，時刻威脅著猶如大腦“供血系統”的電源模塊。一次意外的電壓瞬變，就可能導致系統死機、數據丟失甚至硬件損壞，造成巨大的停產損失。如何為PLC構建一套堅固的電源防護鎧甲？選擇正確的分立器件是工程關鍵。合科泰基于對工業電源痛點的深刻理解，推出以超高浪涌耐受和高效穩壓為核心的分立器件防護方案，從輸入端到輸出端，為您的PLC系統保駕護航。

一、工業PLC電源面臨的主要威脅

工業PLC電源時刻面臨著諸多威脅，其中主要威脅如下：

• 1. 感性負載浪涌：接觸器、繼電器、電機斷開時，會產生數百伏甚至上千伏的反向感應電壓尖峰。

• 2. 瞬態脈沖群（EFT）：電網開關或閃電耦合產生的快速、重復性脈沖干擾。

• 3. 靜電放電（ESD）：操作人員a或設備產生的瞬間高壓放電。

• 4. 持續過壓與波動：電網不穩定導致的長時間電壓異常。

這些威脅最終會作用于PLC電源模塊的輸入端（通常為24VDC），若防護不當，將直接擊穿后級的DC-DC芯片或LDO，導致整個模塊失效。

電源防護方案核心：分級防護，精準鉗位

方案采用經典的 “泄放+鉗位+穩壓” 三級防護架構，利用分立器件領域的性能優勢，在每級都提供最優選擇。

防護方案架構圖

第一級：前端抗浪涌核心 —— 合科泰SMC封裝TVS二極管系列

在防護鏈路的首端，需要一顆能吸收巨大能量、快速響應的“浪涌吸收器”。合科泰的SMC封裝TVS二極管系列（峰值脈沖功率達1500W）是此位置的絕佳選擇。

核心優勢：

• 超高脈沖功率：提供1500W的峰值脈沖功率（10/1000μs波形），能有效吸收工業浪涌能量。

• 精準鉗位：提供多種工作電壓（如30V）選項，為24V系統提供合理余量；并具有較低的鉗位電壓，確保后級電路安全。

• 快速響應：響應時間小于1皮秒，能迅速抑制過壓。

設計價值：使用合科泰TVS二極管，可大幅簡化前端防護設計，節省PCB空間，并提供符合IEC 61000-4-5等工業浪涌測試等級的防護能力。

第二級：高效整流與續流 —— 合科泰肖特基二極管系列

在整流和續流回路中，二極管的導通損耗和抗沖擊能力直接影響電源效率和可靠性。合科泰的肖特基二極管系列（如SS34，規格為40V/3A）在此表現出色。

核心優勢：

• 強抗浪涌能力：具有較高的非重復峰值浪涌電流（IFSM），在異常電流沖擊下提供更高的安全裕量。

• 低壓降低損耗：具有較低的正向壓降（VF），有助于提升整個電源模塊的效率，減少發熱。

設計價值：選用合科泰肖特基二極管，相當于為電源回路內置了一個“緩沖器”，既提升了能效，又增強了系統在動態負載下的堅固性。

第三級：高效穩壓與開關 —— 合科泰LDO與MOSFET系列

經過前級防護和整流后，潔凈的直流電需要被高效、穩定地轉換為系統所需的5V或3.3V。

推薦方案1：線性穩壓，適用于低噪聲、中等電流場景

• 推薦系列：合科泰AMS1117系列LDO（如AMS1117-5.0）

• 優勢：工業標準設計，提供穩定的5V或3.3V電源，具有高性價比和穩定的供貨保障。

推薦方案2：開關穩壓，適用于高效率、較大電流場景

• 核心開關管推薦：合科泰中低壓MOSFET系列（如HKTD系列或HKTG系列）

• 優勢：提供低導通電阻（RDS(on)）的MOSFET，能顯著降低開關電源拓撲中的開關損耗和溫升，提升整體效率。

三、方案優勢總結

采用合科泰分立器件構建的PLC電源防護方案，為您帶來四大核心價值：

• 極致可靠：以高耐受性的TVS和肖特基二極管為代表，為電源模塊奠定堅實的硬件安全基礎，大幅提升平均無故障時間。

• 設計簡化：高性能單顆器件減少了復雜保護電路的需要，節約了寶貴的PCB面積和BOM成本。

• 效率提升：低正向壓降肖特基和低導通電阻MOSFET的應用，從源頭減少了功率損耗。

• 成本優化：合科泰在保證性能的同時，提供了更具競爭力的供應鏈成本和更靈活、快速的服務支持。

結語

在工業4.0時代，設備的可靠性就是生產力。為PLC電源模塊選擇一套堅固的防護方案，是一項高回報的投資。合科泰愿以性能卓越的分立器件產品與深入場景的解決方案，成為您值得信賴的工業電源守護伙伴。如需具體產品選型手冊和技術支持，我們的技術團隊隨時為您服務。