TVS二極管或稱瞬態電壓抑制二極管是在穩壓管工藝基礎上發展起來的一種新產品,其電路符號和普通穩壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時,它能以極高的速度(最高達1*10-12秒)使其阻抗驟然降低,同時吸收一個大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上,從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。 TVS的反應速度比RC回路快10E-12s,可不用考慮TVS的擊穿電壓VBR,反向臨界電壓VWM,最大峰值脈沖電流IPP和最大箝位電壓VC及峰值脈沖功率PP. 選擇VWM等于或大于電路工作電壓,VC為小于保護器件的耐壓值,能測量最好(IPP),或估計出脈沖的功率,選功率較大的TVS.
TVS 管作為保護器件,能夠非常有效的防止靜電擊穿保護電路。但是在選用TVS管的時候,必須注意其相關的參數,否則會出現意想不到的問題。 首先了解TVS的參數:
1. 最大箝位電壓,在規定的脈沖時間 tr/tp內,承受最大峰值脈沖電流 Ipp 時,加在器件上的最大電壓值。
2. 最大峰值脈沖電流,在規定的脈沖時間 tr/tp內,器件所允許通過的最大峰值脈沖電流。
3.反向工作峰值電壓,一般會低于Vc85%,高于正常的工作電壓,以便TVS接入而不會影響正常的工作。
4.最大反向漏電流,對應于 VR 的所允許的最大反向漏電流。
5. 反向擊穿電壓,直流 IT 條件下,測得的反向電壓值,即從此點開始器件進入雪崩擊穿。
6.測試電流 在這個電流值下規定器件的反向擊穿電壓值器件的反向擊穿電壓值。
7. 最大峰值脈沖功率,必須大于電路內部或外部可能出現的峰值脈沖功率。
8. 接電容,主要指TVS和GND或IO連接時,具有的電容值。 還有部分作為高速IO上保護的TVS
有了這些主要的參數,基本上就能知道如何選擇一個適合自己電路的TVS了。Vc 、 Ipp 反映了 TVS 器件的浪涌抑制能力。當 TVS 承受額定的瞬時峰值脈沖電流 Ipp 時,可能在器件上的瞬時最大電壓值即最大箝位電壓值為 Vc ,則瞬時脈沖功率由式子決定: 如果脈沖時間為規定的標準值,則 TVS 的最大峰值脈沖功率為: PM=Vc*Ipp 。因此在選用TVS前,最好對線路中產生的脈沖類型有大致的了解,是單脈沖,還是復脈沖,脈沖的上升時間,脈寬,峰值等,以便確定Vc,Ipp,PM。 一般確定VRWM應 等于或略高于電路的正常工作電壓,確保TVS的接入不會影響到正常的工作,在交流線路,則需要大于正常工作電壓的squar2(1.414)倍,即峰值來 確定。如果作為IO腳保護,需要認真研究Cj和insert loss,會改變信號的相位和強度,可能造成工作不穩定。 另外,TVS還提供雙向,雙向的參數同樣適用。
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