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TVS的原理和应用

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loutin|  楼主 | 2024-8-24 22:33 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
TVS介绍

TVS,瞬态抑制二极管(TVS)又叫钳位型二极管,是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率,它的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压钳制在预定水平,其响应时间仅为10-12毫秒,因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。TVS允许的正向浪涌电流在TA=250C,T=10ms条件下,可达50~200A。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压钳制到预定水平, 双向TVS适用于交流电路,单向TVS一般用于直流电路。可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等,是一种理想的保护器件。耐受能力用瓦特(W)表示。

TVS管的非线性特性比压敏电阻好,当通过TVS管的过电流增大时,TVS管的钳位电压上升速度比压敏电阻慢,因此可以获得比压敏电阻更理想的残压输出。在很多需要精细保护的电子电路中,应用TVS管是比较好的选择。TVS管的通流容量在限压型浪涌保护器中是最小的,一般用于最末级的精细保护,因其通流量小,一般不用于交流电源线路的保护,直流电源的防雷电路使用TVS管时,一般还需要与压敏电阻等通流容量大的器件配合使用。 TVS管便于集成,很适合在单板上使用。

3.1 TVS的参数

TVS的伏安特性曲线,下图给出的是双向TVS管。如果是单向的,是反接在电路中,特性曲线的横向正半轴不是这样。

  • VBR:TVS二极管最小击穿电压。也就是在流过规定电流(IR )时,加于TVS两极的最小击穿电压;在25℃时,低于这个电压TVS是不会产生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR )时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR 。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。为了满足IEC61000-4-2国际标准,TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的可携设备应用,设计者可以依需要挑选元件。
  • VRMW:正常工作时候可承受的电压。这个电压在实际应用当中应大于或等于被保护电路的正常工作电压。该电压值下对应的电流非常小,为nA级别,因此理解为:此电压表示电路正常工作时,TVS的电流非常小,也就是在电路中隐形,没有发挥作用,如果是理想状态下,该电压状态下的TVS电流应该为0。选型时,比如电路中的信号电压为3V,那么选择TVS管的Vrmw需要大于3V;如果选择Vrmw小于3V的TVS,那么在电路正常工作电压为3V时,就会有比较大的电流流进TVS,干扰电路正常工作;
  • IPP:最大峰值脉冲电流。处于反向状态时, 允许通过的最大脉冲峰值电流;
  • VC:钳位电压:当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的突波抑制能力。 VC与VBR之比称为钳位因子,一般在1.2~1.4之间。 VC是二极管在截止状态提供的电压,也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则元件面临被损伤的危险。

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沙发
呐咯密密| | 2024-8-27 10:01 | 只看该作者
TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管是一种专为瞬态电压抑制设计的半导体器件,主要用于保护电路免受过电压、电涌和静电放电(ESD)等瞬态电压尖峰的损害。TVS二极管通过其独特的电气特性来实现快速响应和高效的能量吸收,从而保护敏感电路不受损坏。

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板凳
suncat0504| | 2024-8-27 20:29 | 只看该作者
自己作的单片机开发板,需要加入这种处理电路吗?

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