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TVS二极管选型时需要注意的一些参数

发布时间:2021-04-01

【导读】TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
 
TVS(TransientVoltageSuppressor)是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
 
下面介绍选型时需要注意的一些参数:
 
①Vc----Clampingvoltage@Ipp(最大钳位电压)
 
Vc钳位电压指在特定的Ipp电流时,脉冲电压通过ESD保护器件后所被钳位的电压。
 
例如:PESD5V0L2BT在Ipp为1A时Vc为10V,那么如果1000V的瞬间干扰信号经过PESD5V0L2BT,线上电压将被箝位在10V左右。
 
TVS二极管选型时需要注意的一些参数
 
①VRWM----WorkingPeakReverseVoltage(最大反向工作电压)
 
Ir----MaximumReverseLeakageCurrent@VRWM(最大反向漏电流)
 
Vrwm表示在规定的Ir下,TVS器件两端的电压值成为最大反向工作电压。通常Vrwm=(0.8~0.9)Vbr。在这个电压下,器件的功耗消耗很小。使用时,应使Vrwm不低于被保护器件或线路的正常工作电压。
 
一般Vrwm会低于85%Vc而高于正常工作电压,以便TVS接入电路而不影响正常电路工作。
 
TVS二极管选型时需要注意的一些参数
 
③VBR----BreakdownVoltage@IT(反向击穿电压)
 
TVS管通过规定的测试电流It时的电压,这是表示TVS管导通的标志电压,即从此点开始器件进入雪崩击穿。
 
TVS二极管选型时需要注意的一些参数
 
④Ppp----MaximumPeakPulsePower(最大峰值脉冲功率)
 
PPP峰值脉冲功率为ESD器件上瞬间通过的最大功率值。
 
如图所示,NUP2105的峰值功率为,是指8/20us脉冲波(8us达到100%Ipp,20us达到50%Ipp),保护器件能够承受的最大功率为350w。
 
TVS二极管选型时需要注意的一些参数
 
⑤Cj----JuncTIonCapacitance(结电容)
 
TVS二极管选型时需要注意的一些参数
 
⑥单向保护和双向保护如图所示,单向保护器件仅能对正脉冲或者负脉冲进行防护,而双向保护器件一端接要保护的线路,一端接地,无论来自反向还是来自正向的ESD脉冲均被释放,更有效地保护了IC。
 
TVS二极管选型时需要注意的一些参数
 
有了这些主要的参数,基本上就能知道如何选择一个适合自己电路的TVS了。Vc、Ipp反映了TVS器件的浪涌抑制能力。当TVS承受额定的瞬时峰值脉冲电流Ipp时,可能在器件上的瞬时最大电压值即最大箝位电压为Vc。此时,如果脉冲时间为规定的标准值,则TVS的最大峰值脉冲功率为:PM=Vc*Ipp。因此在选用TVS前,最好对线路中产生的脉冲类型有大致的了解,是单脉冲,还是复脉冲,脉冲的上升时间,脉宽,峰值等,以便确定Vc,Ipp,PM。
 
一般确定VRWM应等于或略高于电路的正常工作电压,确保TVS的接入不会影响到正常的工作。在交流线路,则需要根据正常工作电压的squar(2)(即1.414)倍,也就是峰值来确定。
 
VBR不能小于电路的最大允许工作电压。否则TVS进入雪崩,漏电流增大,影响电路工作。
 
如果作为IO脚保护,需要认真研究Cj和insertloss,会改变信号的相位和强度,可能造成工作不稳定。
 
另外,还有双向的TVS管,双向的参数同样适用。
 
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