戶外雷擊防護是否需添加在室內電子產品之必要性

晶焱科技針對RJ45端口與HDMI端口的ESD/EOS保護措施。

EOS是一種持續時間微秒尺度(一般靜電放電為幾十奈秒)、破壞性強的突波，通常使用IEC61000-4-5的浪湧(Surge)模型，模擬雷擊耦合、開關插拔瞬間的過電壓浪湧。

產品在設計時，一般會考量消費者使用環境將產品分類，電視、電腦及家電等歸類在室內電子產品，因為人為操作頻繁，所以會針對靜電放電進行保護設計；另一種產品則歸類為室外產品，考量雷擊耦合的可能，會特別加上EOS防護措施。然而，現今卻有一些室內用電子產品品牌廠也希望添加EOS保護措施，這是怎麼一回事呢？

其中一個原因是不同消費者的使用習慣。例如某電視廠商銷往南美、東南亞地區的客退率偏高，分析結果指出為EOS破壞，該公司派人實地調查後，才了解該地消費者習慣把電視搬到戶外與鄰居同樂，外在環境干擾導致電視損壞。

另一個情況則是在開發中國家，連接電視與機上盒時出現故障，原本推測是與靜電放電相似的CDE(Cable Discharge Event)，但分析後發現是EOS的大面積燒毀，調查後得知，電視為兩孔插頭無法實接地，兩個設備若地線參考準位不在同一基準上，相連時就很容易產生壓差浪湧，甚至觀察到火花。除此之外，有些案例是螢幕放置在室內，且連接設備也有都接地的情況下仍出現了EOS損壞，這又是怎麼一回事呢？

有個實例是發生在監視系統產品，戶外監視器使用LAN Port(RJ45)連接室內NVR，因為此時LAN Port的佈線可能路經室外，所以各家廠商皆對此有著完善的EOS設計方案(晶焱科技針對LAN端口完整保護方案如圖)。然而，雷擊能量透過LAN進入系統後，若能量沒有快速宣洩，則可能透過影音端口(如HDMI)傳遞到監視系統的屏幕導致損壞。因此，針對這類型有部分放置在戶外的系統，將螢幕連接端口(下圖舉例為HDMI)保護措施更換成針對EOS用料，即可有效提升影音端口對這一干擾的耐受。

相對來說，ESD設計相關知識已發展多年，工程師對ESD防護方案較為熟悉，但EOS則是比較容易被忽略的潛在風險，因為可能在熟悉的環境不會發生，但卻在其他應用場景頻繁出現。產品的損壞，影響消費者體驗與損壞商家信譽，因此必須制定專業且對症下藥的保護措施，藉由添加TVS元件，可以有效提高EOS規格、降低客退比率、守住產品價值與用戶體驗，進而達到雙贏的結局。(本文由晶焱科技設計研發部黃晨嘉提供，尤嘉禾整理報導)