光电传感器的静电浪涌防护电路设计

　　光电传感器简介和作用

　　光电传感器通过光信号的发射、反射或遮挡，实现物体检测、距离测量等功能，广泛应用于工业自动化(产线计数)、智能物流(AGV 导航)、安防监控(红外报警)等场景。

　　光电传感器原理

　　典型的对射型 / 漫反射型光电传感器，核心是 “光→电信号转换电路”，配合 LED 状态指示和晶体管驱动负载(如继电器)，利用光电效应实现物理量检测的器件：

　　1. 发射端：产生光信号(如红外 LED、激光二极管);

　　2. 接收端：光敏元件(如光敏二极管、光敏电阻)将光信号转换为电信号;

　　3. 信号处理电路：放大、整形电信号，输出至 MCU 或控制系统。

（光电传感器典型系统框图）

　　静电浪涌防护方案设计

　　雷卯电子采用 “分类防护” 策略，从电源端到信号接口构建防护体系：

　　(1)电源端(棕线 + 蓝线)防护

　　· 风险：10~30V 电源易受浪涌冲击(如雷击感应的上百伏脉冲)，直接损坏主电路。

　　· 雷卯推荐方案：在棕线与蓝线之间并联小体积、高功率的 TVS 管SMBJ33CA：

　　o 覆盖 10~30V 工作范围，留有余量;

　　o 峰值脉冲功率(Pₚ)400W(IEC 61000-4-5 标准浪涌);

　　o 响应时间≤1ns(快速钳位)。

　　(2)信号输出端(黑线、橙线)防护

　　· 风险：负载端的静电(如继电器触点打火)反向侵入，击穿晶体管集电极。

　　· 方案：在黑线、橙线与蓝线之间各并联小体积的ESD二极管SD36C，SOD323超小封装，进行静电浪涌二极防护，覆盖10-30V电源电压，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。

　　(3)控制输入端(粉线)防护

　　· 方案：在粉线控制端与蓝线之间并联小体积的 ESD二极管ESDA05CP30，有效保护主控MCU，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。