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[技术讨论]

TVS选型步骤详解

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楼主
关于TVS选型,我们可以按照一定的步骤进行选型校核,来确定我们的TVS选型是满足需求的,这样做的好处的不容易遗漏一些关键的点。
首先是信号线电压,就是要确认我们需要保护的信号线或电源线的最大电压是多少?基于这一最大电压,我们需要选择额定反向关断电压VRWM 高于此电压的TVS二极管。第二就是考虑信号极性,也就是说被保护的信号线是否为单极性线,或者是双极性线吗?这一点可能有些人会有些误解,可能会想怎么区分单极性还是双极性线呢?我个人的理解是一般来说由于TVS是一端接电源线,另一端接地,当电源有反极性保护的需求时,就需要使用双极性二极管,因为如果你采用单极性二极管,当电源反接时就会导致TVS二极管损坏,当然了,如果TVS前端已经加了防反接二极管的话,此时也可以选用单极性TVS二极管,所以还是要具体问题,具体分析。另外一种情况就是通信线线路中,通信线上的电压可能会低于GND,此时也需要采用双极性TVS二极管,因为单极性TVS二极管会导致通信线上的电压低于GND并大于TVS正向导通压降时被钳位,所以这也是对双极性线路使用双向 TVS 二极管。对于单极性线路,可以使用单向或双向 TVS 二极管。
第三个就是信号速度了,也就是我们需要考虑被保护信号线的最大频率是多少?如果我们采用具有高寄生电容的 TVS 二极管,由于电容的充电效应,就导致信号的上升沿拉长,从而可能会降低信号完整性,影响高速信号的时序,最终导致通信错误。所以我们需要根据信号频率选择容量足够低的TVS二极管,需要注意的是,TVS 二极管的 ESD 容限通常与其寄生电容成正比。
第四个就是钳位电压了,要获得良好的 ESD 保护性能,请选择钳位电压高于线电压的 TVS 二极管。我们需要确保 TVS 二极管的最大钳位电压小于线路上所有待保护器件(特别是IC),的绝对最大额定值。也就是重要的是要考虑TVS 二极管瞬态事件期间的工作和不存在瞬态事件的正常工作期间。有些规格书可能没给出对应TVS 二极管的钳位电压,此时我们就需要计算所选二极管的最大钳位电压 (VCL)。 TVS 二极管规格书通常会列出给定 IPP 的 VCL。 需要注意的是对于其他峰值脉冲电流,此 VCL 可能无效。所以为了适应其他 IPP 值,TVS 二极管厂家在规格书中给出了计算 VCL 的公式。 我们可以使用此公式计算给定 IPP 的 VCL,确认计算出的 VCL 小于为引脚指定的绝对最大额定值。
第五个是要验证指定的峰值电流是否超过预期的峰值电流。确保指定二极管在瞬态事件期间其额定耐受功率满足处理瞬态事件所需的功率。如果选型有问题,导致TVS 二极管功率太小或未针对给定电流设计的二极管可能会在浪涌或 EFT 事件期间发生故障并导致电路被毁坏。
最后就是IEC 61000-4-2 和IEC61000-4-5,好好查阅标准才能选出适合的器件。

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21ic小管家 打赏了 50.00 元 2023-02-08
理由:签约作者奖励

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王栋春 2023-1-19 22:14 回复TA
多谢楼主的资料分享,的确非常实用。 

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