TVS选型及应用TVS工作原理 TVS(Transient Voltage Suppressors),即瞬态电压抑制器,又称雪崩击穿二极管。它是采用半导体工艺制成的单个 PN 结或多个 PN 结集成的器件。TVS 有单向与双向之分,单向 TVS 一般应用于直流供电电路,双向 TVS 应用于电压交变的电路。 如图 所示,应用于直流电路时单向 TVS 反向并联于电路中,当电路正常工作时,TVS 处于截止状态(高阻态),不影响电路正常工作。当电路出现异常过电压并达到TVS(雪崩)击穿电压时,TVS 迅速由高电阻状态突变为低电阻状态,泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地,同时把异常过电压钳制在较低的水平,从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后,TVS 阻值又恢复为高阻态。
Vrwm截止电压在 V RWM 下,TVS 认为是不工作的,即是不导通的。换一句话,电路的最高工作电压必须小于Vrwm,否则将会导致TVS动作导致电路异常。 选择TVS管最高工作电压:要大于被保护电路的最高工作电压,具体还要综合考虑被保护电路的工作电压及后级电路的承受能力; 像在PCB上有很多烧录口接有SMBJ3.3CA的TVS,截止电压为3.3V。 漏电流待机电流,在规定温度和最高工作压条件下,流过TVS管的最大电流; TVS 的漏电流一般是在截止电压下测量,于某一型号 TVS, I R 应在规定值范围内。对 TVS 两端施加电压值为 V RWM ,从电流表中读出的电流值即为 TVS的漏电流 I R 。对于同功率和同电压的 TVS,在 V RWM ≤10V 时,双向 TVS 漏电流是单向 TVS 漏电流的 2 倍。对于一些模拟端口,漏电流会影响AD的采样值,所以TVS的漏电流越小越好。TVS用于电源端口,这些漏电流是可以加忽略的。 击穿电压 击穿电压,指在 V-I 特性曲线上,在规定的脉冲直流电流 I T 或接近发生雪崩的电流条件下测得 TVS 两端的电压。测试的电流It一般选取10mA左右,施加的电流的时间不应超过400ms,以免损坏器件,V BR MIN 和V BR MAX 是 TVS 击穿电压的一个偏差,一般 TVS 为±5%的偏差。测量时,V BR 落在 V BR MIN .和 V BR MAX .之间视为合格品。 I PP 峰值脉冲电流 、V C 钳位电压
峰值脉冲电流,给定脉冲电流波形的峰值。TVS 一般选用 10/1000μs 电流波形。钳位电压,施加规定波形的峰值脉冲电流 I PP 时,TVS 两端测得的峰值电压。I PP 及 V C 是衡量 TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数,这两个参数是相互联系的。对于 TVS 在防雷保护电路中的钳位特性,可以参考 V C 这个参数。对于相同型号 TVS,在相同 I PP 下的V C 越小,说明 TVS 的钳位特性越好。TVS 的耐脉冲电流冲击能力可以参考 I PP ,同型号的 TVS,I PP 越大,耐脉冲电流冲击能力越强。 结电容CI结电容是TVS中的寄生电容,在高速IO端口保护需要重点关注,过大的结电容可能会影响信号的质量。漏电流主要带来了功率的损耗,或者是在模拟信号中,会影响AD信号的采样值。 像USB使用的防静电的ESD,结电容比TVS小的多,一般是几个pF,TVS是几个nF. TVS一般是用于电源抑制,ESD是用于信号保护。 ESD相比与TVS来说反应快. TVS管功率大,范围广,常用有200W.400W、500W、600W、1000W、1500W.3000W、3600W、4600W、5000W、6000W及以上。而ESD管功率小,常用功率有50W、90W、100W、200W、350W、400W、450W、500W等 TVS和ESD区别应用范围TVS一般是用于电源抑制,ESD是用于信号保护。 反应速度ESD相比与TVS来说反应快. 功率TVS管功率大,范围广,常用有200W.400W、500W、600W、1000W、1500W.3000W、3600W、4600W、5000W、6000W及以上。而ESD管功率小,常用功率有50W、90W、100W、200W、350W、400W、450W、500W等 封装不同TVS管通常是2个引脚,常用封装DO-218ABSMA/DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO214AB;ESD管通常是2以上或多个脚,常用封装SOT23,SOD-523,DFN0603、SOD-323,SOT23.6,SOT-8等。
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