TVS瞬態抑制二極管選型指南
更新時間:2019-04-19 來源:www.dywgdst.com
壹、TVS二極管工作原理
TVS(Transient Voltage Suppressors)二極管,即瞬態電壓抑制器,又稱雪崩擊穿二極管,是采用半導體工藝制成的單個PN結或多個PN結集成的器件。TVS二極管有單向與雙向之分,單向TVS二極管壹般應用於直流供電電路,雙向TVS二極管應用於電壓交變的 電路。當應用於直流電路時,單向TVS二極管反向並聯於電路中,當電路正常工作時,TVS二極管處於截止狀態(高阻態),不影響電路正常工作。當電路出現異常過電壓並達到TVS二極管擊穿電壓時,TVS二極管迅速由高電阻狀態突變為低電阻狀態,泄放由異常過電壓導致的瞬時過電流到地,同時把異常過電壓鉗制在較低的水平,從而保護後級電路免遭異常過電壓的損壞。當異常過電壓消失後,TVS二極管阻值又恢復為高阻態。
東沃(DOWO)供應的TVS二極管產品從封裝形式可分為10類:
• DO-218AB:SM5S、SM6S、SM8S、SM8SxxCA;
• SMA/DO-214AC:SMAJ、P4SMA、TPSMAJ、SMA6J、TPSMA、SACA;
• SMB/DO-214AA:SMBJ、P6SMB、TPSMBJ、SMB10J、SACB、1.0SMB、TPSMB;
• SMC/DO-214AB:1.5SMC、SMCJ、TPSMCJ、SMDJ、TPSMDJ、5.0SMDJ、TP5.0SMDJ、TPSMC;
• SOD-123:SMF、TPSMF、SMF4L、SMF3.3A、SMF3V3A;
• DO-41:P4KE;
• DO-15:SA、P6KE、SAC;
• DO-201:1.5KE、LCE;
• R-6/P600:3KP、5KP、LDP、15KP、30KP;
• NA:KA
二、TVS二極管特性特點
• 采用半導體工藝制成,具有很高的可靠性,無損壞極限;
• 玻璃鈍化工藝,精準的導通電壓;
• 瞬態功率大,低電容、低漏電流,箝位電壓易控制;
• 快速響應時間:通常小於1.0PS;
• 優良的鉗位能力,擊穿電壓偏差小;
• 電壓精度高,在特殊應用場合,通過工藝或參數篩選可達到更高的精度;
• 體積小,易安裝;
• 單向和雙向單元;
• 在 10/1000μs波形下瞬態功率可達200W-30000W,甚至更高;
• 工作電壓範圍3.3V~600V,甚至更高;
• 封裝形式多樣化,貼片封裝:SOD-123、SMA /DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO-214AB、DO-218AB等,直插封裝:DO-41、DO-15、DO-201、R/P-600等;
• 無鹵化,符合RoHS;
三、TVS二極管選型指南
1)要確定被保護電路中的最大直流或連續工作電壓,電路的額定標準電壓和“高端”容限;
2)TVS管的額定瞬態功率要大於電路中可能出現的最大瞬態浪湧功率;
3)TVS管的截止電壓要大於被保護電路的最高工作電壓;
4)TVS管的最大鉗位電壓要小於後級被保護電路中的損壞電壓;
5)確定好TVS管最大箝位電壓後,其峰值脈沖電流要大於瞬態浪湧電流;
6)對於數據接口的電路保護,還需註意選取具有合適電容的TVS二極管。比如:當信號頻率或傳輸速率較高時,應選用低電容系列的TVS管;
四、TVS二極管參數詳解
• VRWM :截止電壓, TVS二極管的最高工作電壓,可連續施加而不引起TVS二極管劣化或損壞狀態下,達到的最大的直流電壓或交流峰值電壓。 在VRWM下,TVS二極管是不工作的,不導通。
• VC:鉗位電壓,施加規定波形的峰值脈沖電流IPP時,TVS二極管兩端測得的峰值電壓。
• VBR:擊穿電壓,是TVS管的最小雪崩電壓。指在V-I特性曲線上,在規定的脈沖直流電流IT或接近發生雪崩的電流條件下測得TVS兩端的電壓。
• IR:漏電流,亦稱待機電流。在規定溫度和最高工作電壓條件下,流過TVS二極管的最大電流,其值是在截止電壓下測量的。
• IPP: 峰值脈沖電流,壹般在10/1000μs電流波形下的峰值。
• IT:測試電流。
• C:電容值,對於同功率等級的TVS管而言,電壓越低電容值就越大。在通信線路的防護中,尤其要註意TVS管的電容值。
• 封裝形式:從TVS管的封裝形式,可以看出其功率大小。TVS管的芯片面積直接決定其功率等級。
五、TVS二極管選型註意事項
1)規格書手冊給的只是特定脈寬下的吸收功率峰值,而實際電路中的脈沖寬度是變化不定,心裏要有個數,對寬脈沖要降額應用;
2)對於小電流負載電路的保護,要有意識地增加限流電阻;
3)要註意TVS二極管的穩態平均功率是否在安全範圍之中;
4)要考慮溫度變化,正常而言,瞬態抑制二極管在-55°C到150°C之間工作,電路中溫度比較高的情況下要降額應用;
5)TVS瞬態抑制二極管的引線長短,要與被保護線路相對。
6)針對數據接口或通信線路中的防護,要盡可能選取電容值比較小的TVS二極管。
7)直流保護電路大多選單向TVS管,交流保護電路大多選雙向TVS管、多路保護電路選TVS陣列器件,大功率保護電路選專用保護模塊。
8)在使用TVS管過程中,考慮到TVS的離散性,盡量減少串/並數量。
六、TVS二極管典型應用
TVS二極管由於具有極快的響應速度,低鉗位電壓,精準電壓等優點,因而應用於對保護器件要求比較高的場合領域,汽車電子、家、工業 控制、照明,通信、醫療等行業,如DC電源線,RS485接口,通信電源,I/O口等。
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