zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 硬件设计:电路防护--TVS管

    参考资料:TVS参数及选型方法

     TVS参数理解

     深圳市硕凯电子有限公司元器件产品说明

      TVS(Transient Voltage suppressor)或称瞬变电压抑制二极管。当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时,它能以10-12秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。

    一、TVS工作原理

      TVS用于瞬间脉冲的抑制,与受保护器件并联。在正常工作状态下,TVS对受保护线路呈现高阻抗状态,当瞬间电压超过其击穿电压VBR时,TVS就提供低阻抗路径给瞬间电流。使外界流向被保护器件的脉冲电流大部分流向TVS管,而受保护器件两端的电压被限制在TVS两端的钳制电压(Clamping Volatage),当过压消失后,TVS二极管又将恢复到高阻抗状态。其单向TVS管和双向TVS管的V-I特性曲线如图1

    1 TVS管特性曲线

    二、TVS参数

      2.1、Vc--Clamping Voltage @Ipp(最大箝位电压)

        最大箝位电压是指在瞬变电压抑制二极管流过脉冲峰值电流Ipp时两端所呈现的电压值,如图1。

      2.2、VRWM--Working Peak Reverse Voltage(最大反向电压)

          Ir--Maximum Reverse Leakage Current @VRWM(最大反向漏电流)

        最大反向电压表示TVS管不导通时的最高电压,通常VRWM=(0.8~0.9)VBR,此时TVS只有很小的反向漏电流Ir,如图1

      2.3、VBR--Breakdown Voltage @IT(反向击穿电压)

        TVS管通过规定的测试电流IT时的电压,这也是TVS管导通的标志电压。TVS管的击穿电压有±5%的误差范围(不带“A”的为±10%)。

      2.4、Ppp--Maximum Peak Pulse Power(最大峰值脉冲功率)

        脉冲峰值功率Ppp是指10/1000us波的脉冲峰值电流Ipp与最大箝位电压Vc的乘积,即Ppp=Ipp*Vc

      2.5、Cj--Junction Capacitance(结电容)

        Cj主要是指TVS连接GNDI/O时,具有的电容值。CdTVS管的引脚寄生电容,通信速率越高,线路上使用的ESD保护期间的结电容要越低,否则将破坏数据信号。

      2.6、Ipp--Peak Forward Surage Current(最大脉冲峰值电流)

        TVS管可以承受的最大脉冲峰值电流。

    三、TVS选型

      3.1、最大篏位电压Vc的选择

        瞬变电压抑制二极管(TVS)的最大箝位电压不能大于被防护电路可以承受的最大电压,否则会对被保护器件造成损坏。

      3.2、脉冲峰值电流IPP的选择

        如果清楚了解流过TVS管的脉冲峰值电流时,可根据所需要的IPPVc计算瞬变电压抑制二极管的最大峰值脉冲功率,然后再选取合适的TVS管。如果无法确定TVS管的脉冲峰值电流的大致范围,则尽量选用功率大的TVS管。TVS管作为第二级保护时,一般使用500W~600W的器件就可以。   

      3.3、最大反向工作电压VRWM和击穿电压VBR的选择(二者定其一即可)

        TVS管的最大反向电压VRWM不应低于电路的最大工作电压,一般可选择VRWM等于或略高于电路最高工作电压UM;按照VRWM=(0.8~0.9)VBR击穿电压可按公式:VBRmin≥1.2UMVRWM≥1.1UM选择。直流时,UM即为直流电压;交流时,UM为交流电压的有效值。

    四、TVS使用注意事项

      4.1、TVS管使用时,一般并联在被保护电路上,为了限制流过TVS管的电流不超过管子允许通过的峰值电流IPP,应在线路上串联限流元件,如电阻、自恢复保险丝、电感等。

      4.2、当TVS管用于信号传输电路保护时,一定要注意传输信号的频率和传输速率,信号频率或传输速率较高时,应选用低电容值的TVS管。信号频率(传输速率)≧10MHz(Mb/s)时,Cj应该满足≦60pF;信号频率(传输速率)≧100MHz(Mb/s)时,Cj应该满足≦20pF

      4.3、TVS管所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间和间歇时间之比)为0.01%,如果电路中出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,不然容易损坏TVS管。

    五、TVS特点

      优点:1、响应速度快(ps级)、瞬态功率大、漏电流低;

         2、击穿电压有从6.8V~550V的系列值,便于各种不同电压的电路使用;

         3、钳制电压较准确(±5%);

      缺点:1、结电容比较大(十几pF~几百pF);

         2、耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差,通流量一般在0.52A~544A的范围内;

    作者:Wcat
    本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但必须给出原文链接,并保留此段声明,否则保留追究法律责任的权利。
  • 相关阅读:
    关于学习方法
    ES6的异步操作
    Promise对象的基本用法
    Generator函数(三)
    Generator函数(二)
    Generator函数(一)
    ES6 Set结构和Map结构(上)
    mybatis02--增删改查
    myBatis01
    监听器
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wcat/p/11234599.html
Copyright © 2011-2022 走看看