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文檔簡介

1、概述TVS管是瞬態(tài)電壓抑制器(TransientVoltageSuppressor)的簡稱。它的特點(diǎn)是:響應(yīng)速度特別快(為ns級(jí));耐浪涌沖擊能力較放電管和壓敏電阻差,其10/1000ys波脈沖功率從400W30KW,脈沖峰值電流從0.52A544A;擊穿電壓有從6.8V550V的系列值,便于各種不同電壓的電路使用。特性TVS管有單向與雙向之分,單向TVS管的特性與穩(wěn)壓二極管相似,雙向TVS管的特性相當(dāng)于兩個(gè)穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián),其主要特性參數(shù)有:截止電壓(反向斷態(tài)電壓)VRWM與反向漏電流IR:截止電壓(反向斷態(tài)電壓)VRWM表示TVS管不導(dǎo)通的最高電壓,在這個(gè)電壓下只有很小的反向漏電流IR。

2、擊穿電壓VBR:TVS管通過規(guī)定的測(cè)試電流IT時(shí)的電壓,這是表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓。脈沖峰值電流IPP:TVS管允許通過的10/1000ys波的最大峰值電流(8/20ys波的峰值電流約為其5倍左右),超過這個(gè)電流值就可能造成永久性損壞。在同一個(gè)系列中,擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小。最大箝位電壓VC:TVS管流過脈沖峰值電流IPP時(shí)兩端所呈現(xiàn)的電壓。脈沖峰值功率Pm:脈沖峰值功率Pm是指10/1000ys波的脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積,即Pm=IPP*VC。穩(wěn)態(tài)功率P0:TVS管也可以作穩(wěn)壓二極管用,這時(shí)要使用穩(wěn)態(tài)功率。極間電容Cj:與壓敏電阻一樣,TVS管的極間

3、電容Cj也較大,且單向的比雙向的大,功率越大的電容也越大。瞬態(tài)抑制二極管(TransientVoltageSuppressor)簡稱TVS,是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),它能以10的負(fù)12次方秒量級(jí)的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值,有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)TVS和一般的穩(wěn)壓二極管有什么區(qū)別電壓及電流的瞬態(tài)干擾是造成電子電路及設(shè)備損壞的主要原因,常給人們帶來

4、無法估量的損失。這些干擾通常來自于電力設(shè)備的起停操作、交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定、雷擊干擾及靜電放電等,瞬態(tài)干擾幾乎無處不在、無時(shí)不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護(hù)器件TVS的出現(xiàn)使瞬態(tài)干擾得到了有效抑制TVS(TransientVoltageSuppressor)或稱瞬變電壓抑制二極管是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品,其電路符號(hào)和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí),它能以極高的速度(最高達(dá)1*10-12秒)使其阻抗驟然降低,同時(shí)吸收一個(gè)大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上,從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞如

5、果是使用的話,TVS有二極管類,和壓敏電阻類。我個(gè)人認(rèn)為壓敏電阻類更有優(yōu)勢(shì),目前廣泛用于手機(jī),LCD模組,及一些比較精密的手持設(shè)備。特別是出口歐洲的產(chǎn)品一般都要加,作為靜電防護(hù)的主要手段之一。TVS和齊納穩(wěn)壓管都能用作穩(wěn)壓,但是齊納擊穿電流更小,大于10V的穩(wěn)壓只有1mA,相對(duì)來說要比齊納二極管擊穿電流要大不少,但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。在電路中一般工作于反向截止?fàn)顟B(tài),此時(shí)它不影響電路的任何功能。TVS在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下,當(dāng)電路中由于雷電、各種電器干擾出現(xiàn)大幅度的瞬態(tài)干擾電壓或脈沖電流時(shí),它在極短的時(shí)間內(nèi)(最高可達(dá)到1x10-12秒)迅速轉(zhuǎn)入反向?qū)顟B(tài),并將電路的電壓箝位在所

6、要求的安全數(shù)值上,從而有效的保護(hù)電子線路中精密元器件免受損壞。干擾脈沖過去后,TVS又轉(zhuǎn)入反向截止?fàn)顟B(tài)。由于在反向?qū)〞r(shí),其箝位電壓低于電路中其它器件的最高耐壓,因此起到了對(duì)其它元器件的保護(hù)作用。TVS能承受的瞬時(shí)脈沖功率可達(dá)上千瓦,其箝位時(shí)間僅為1ps1。TVS根據(jù)極性可分為單向和雙向TVS。單向TVS一般適用于直流電路,雙向TVS一般適用于交流電路中。由于TVS起保護(hù)作用時(shí)動(dòng)作迅速、壽命長、使用方便,因此在瞬變電壓防護(hù)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。TVS管的選型原則如下:確定待保護(hù)電路的直流電壓或持續(xù)工作電壓。如果是交流電,應(yīng)計(jì)算出最大值。若TVS有可能承受來自兩個(gè)方向的尖峰脈沖電壓(浪涌電壓)

7、沖擊時(shí),應(yīng)當(dāng)選用雙極性的,否則可選用單極性。直流保護(hù)一般選用單向TVS二極管,交流保護(hù)一般選用雙向TVS二極管,多路保護(hù)選用TVS陣列器件,大功率保護(hù)選用TVS專用保護(hù)模塊。特殊情況,女如RS-485和RS-23保護(hù)可選用雙向TVS二極管或TVS陣列。選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1所規(guī)定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計(jì),否則TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態(tài),器件面臨被損壞的危險(xiǎn),從而影響電路的工作。所選TVS的最大箝位電壓(VC)應(yīng)低于被保護(hù)電路所允許的最大承受電壓。如果知道比較準(zhǔn)確的浪涌電流IPP,則可利用VC*Ipp來確定功率;如果無法確

8、定IPP的大致范圍,則選用功率大些的TVS為好。PM是TVS能承受的最大峰值脈沖功率耗散值。在給定的最大箝位電壓下,功耗PM越大,其浪涌電流的承受能力越大;在給定的功耗PM下,箝位電壓VC越低,其浪涌電流的承受能力越大。另外,峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。TVS所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的,器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率(持續(xù)時(shí)間與間歇時(shí)間之比)為0.01。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖,應(yīng)考慮脈沖功率的累積,不然有可能損壞TVS。在確定了TVS的最大箝位電壓VC后,其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。電容量C是由TVS雪崩結(jié)截面決定的,這是在特定的1MHz頻率下測(cè)得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比,C太大將使信號(hào)衰減。因此,C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù)。對(duì)于數(shù)據(jù)/信號(hào)頻率越高的回路,二極管的電容對(duì)電路的干擾越大,形成噪聲或衰減信號(hào)強(qiáng)度也大,因此,需要根據(jù)回路的特性來決定所選器件的電容范圍。高頻回路一般選擇電容應(yīng)盡量?。ㄈ鏛CTVS、低電容TVS,電容不大于3pF),而對(duì)電容要求不高的回路,

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