TVS和其它二極管有何區(qū)別?你知道TVS的選用技巧嗎?
TVS,也就是瞬態(tài)二極管。對于TVS,電子領(lǐng)域的工程師都是十分熟悉的。在成為工程師的道路上,TVS是不得不接觸的二極管。為增進(jìn)大家對TVS的認(rèn)識,本文將對TVS和其它二極管的區(qū)別以及TVS的選用技巧予以介紹。如果你對TVS具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、TVS和其它二極管的區(qū)別
瞬態(tài)二極管(Transient Voltage Suppressor)簡稱TVS,是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。
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(Transient Voltage Suppressor) 或稱瞬態(tài)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,它能以極高的速度(最高達(dá)1/(10^12)秒)使其阻抗驟然降低,同時吸收一個大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個預(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。如果是使用的話,TVS有二極管類,和壓敏電阻類。我個人認(rèn)為壓敏電阻類更有優(yōu)勢,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,來作為靜電防護(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,它在極短的時間內(nèi)(最高可達(dá)到1×10-12秒)迅速轉(zhuǎn)入反向?qū)顟B(tài),并將電路的電壓箝位在所要求的安全數(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,其箝位電壓低于電路中其它器件的最高耐壓,因此起到了對其它元器件的保護(hù)作用。TVS能承受的瞬時脈沖功率可達(dá)上千瓦,其箝位時間<1ns[1]。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)作用時動作迅速、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。
二、TVS的選用技巧
(1)確定被保護(hù)電路的最大直流或持續(xù)工作電壓、電路的額定標(biāo)準(zhǔn)電壓和“高端”容差。
(2) TVS 額定反向關(guān)斷 VWM 應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓。如果選擇的 VWM 過低,器件可能會進(jìn)入雪崩或電路的正常工作可能會受到過大的反向漏電流的影響。串聯(lián)分壓,并聯(lián)分流。
(3) TVS的最大鉗位電壓VC應(yīng)小于被保護(hù)電路的損壞電壓。
(4) 在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間內(nèi),TVS 的最大峰值脈沖功率消耗PM 必須大于被保護(hù)電路中可能出現(xiàn)的峰值脈沖功率。確定最大鉗位電壓后,其峰值脈沖電流應(yīng)大于瞬態(tài)浪涌電流。
(5)為了保護(hù)數(shù)據(jù)接口電路,還必須注意選擇電容C合適的TVS器件。
(6) 根據(jù)應(yīng)用選擇TVS的極性和封裝結(jié)構(gòu)。交流電路采用雙極TVS更合理;使用 TVS 陣列進(jìn)行多線保護(hù)更為有利。
(7) 溫度考慮。瞬態(tài)電壓抑制器可在-55℃~+150℃之間工作。如果TVS需要在變化的溫度下工作,因為它的反向漏電流ID隨著增加而增加;功耗隨著 TVS 結(jié)溫的升高而降低,從 +25°C 到 +175°C,大約線性降低 50%。隨著溫度的升高,通過電壓VBR以一定的系數(shù)增加。因此,需要查閱相關(guān)產(chǎn)品資料,考慮溫度變化對其特性的影響。處理瞬態(tài)脈沖對元件的損壞的最好方法是將瞬態(tài)電流從感性元件分流。 TVS二極管與電路板上的被保護(hù)電路并聯(lián)。當(dāng)瞬時電壓超過電路正常工作電壓時,TVS二極管產(chǎn)生雪崩,為瞬時電流提供超低電阻通路。結(jié)果,瞬時電流通過二極管汲取。避開被保護(hù)元件,將被保護(hù)電路保持在截止電壓,直到電壓恢復(fù)到正常值。當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束時,TVS二極管自動回到高阻狀態(tài),整個電路進(jìn)入正常電壓。很多元件在受到多次沖擊后,其參數(shù)和性能都會下降,只要在有限的范圍內(nèi)工作,二極管就不會損壞或退化。
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