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TVS管特性參數(shù)與選型注意事項(xiàng)
  • 發(fā)布時(shí)間:2020-04-29 14:16:21
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TVS管特性參數(shù)與選型注意事項(xiàng)
瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)是一種由二極管陣列組成的電路保護(hù)器件,有的還集成有穩(wěn)壓二極管,如士蘭微電子SU0514PG。TVS具有響應(yīng)速度快,箝位電壓低,電壓精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于對(duì)保護(hù)器件要求較高的場(chǎng)合,如汽車電子、工業(yè)控制、照明、通信等行業(yè),如HDMI接口、VGA接口、USB端口、以太網(wǎng)接口、DC電源線、RS485接口、通信電源等。
TVS特性參數(shù)
TVS管可在電路出現(xiàn)異常過(guò)電壓并達(dá)到TVS(雪崩)擊穿電壓時(shí)突變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài),泄放瞬時(shí)過(guò)電流到地,把異常過(guò)電壓箝位在較低水平,從而保護(hù)后級(jí)電路免遭異常過(guò)電壓的損壞。當(dāng)異常過(guò)電壓消失后,TVS阻值又恢復(fù)為高阻態(tài)。
TVS管
TVS 電路保護(hù)原理簡(jiǎn)圖
根據(jù)TVS伏安特性曲線,表征TVS特性的參數(shù)主要有:
IPP —— 峰值脈沖電流
IPPM —— 額定峰值脈沖電流
VC —— 箝位電壓
VBR —— 擊穿電壓
IT —— 脈沖直流試驗(yàn)電流
VRWM —— 最高工作電壓
IR —— 漏電流(待機(jī)電流)
IF —— 正向直流電流(正向測(cè)試電流)
VF —— 正向壓降(正向直流電壓)
IFSM ——正向不重復(fù)峰值電流(浪涌電流)
與其他過(guò)壓保護(hù)器件相比,TVS具有較低的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻,箝位電壓低,響應(yīng)速度較快,工作電壓3.3V~600V甚至更高。在10/1000μs波形下,TVS瞬態(tài)功率可達(dá)200W~30000W,甚至更高。在8/20μs波形下,TVS瞬態(tài)峰值脈沖電流可達(dá)3kA、6kA、10kA、16kA、20kA甚至更高。
TVS管
TVS伏安特性曲線
TVS選型注意事項(xiàng)
選擇TVS時(shí),應(yīng)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境,重點(diǎn)考慮VRWM、額定瞬態(tài)功率、箝位電壓、漏電流、結(jié)電容和封裝形式等極限參數(shù)。
(1)最高工作電壓VRWM:TVS的截止電壓應(yīng)大于被保護(hù)電路的最高工作電壓。這樣才能保證TVS在電路正常工作下不會(huì)影響電路工作。但是TVS的工作電壓高低也決定了TVS鉗位電壓的高低,在截止電壓大于線路正常工作電壓的情況下,TVS工作電壓也不能選取的過(guò)高,如果太高,鉗位電壓也會(huì)較高,所以在選擇VRWM時(shí),要綜合考慮被保護(hù)電路的工作電壓及后級(jí)電路的承受能力。
(2)額定瞬態(tài)功率:PPPM與IPPM成正比,IPPM越大,PPPM也越大。實(shí)際選型中,TVS應(yīng)留有一定的裕量,TVS的功率PPPM選擇應(yīng)遵循PPPM≥Pactual。
(3)VC箝位電壓:TVS箝位電壓應(yīng)小于后級(jí)被保護(hù)電路最大可承受的瞬態(tài)安全電壓,大多數(shù)TVS的VC與VBR及IPP都成正比。對(duì)于同一功率等級(jí)的TVS,其擊穿電壓越高VC也越高。
(4)IR漏電流:在一些低功耗電路或高精度采集電路中,IR過(guò)大可能導(dǎo)致電路功耗過(guò)大或信號(hào)的采集精度超標(biāo)。因低壓(VRWM<10V)TVS的IR較大,如果后級(jí)電路耐受能力較強(qiáng)的話,盡量選擇10V或以上的TVS;如果后級(jí)電路耐受能力不足,需要選擇小IR且低電壓的TVS。
(5)結(jié)電容:TVS的結(jié)電容一般在幾十皮法至幾十納法。對(duì)于同一功率等級(jí)的TVS,其電壓越低,電容值越大。在一些通信線路中,要注意TVS的結(jié)電容,不能影響電路正常工作。
(6)封裝形式:TVS的功率從封裝形式上也可以體現(xiàn),封裝體積越小,其功率一般也越小,因?yàn)門VS的芯片面積直接決定了TVS的功率等級(jí)。
TVS管
烜芯微的SU0514PG超低電容TVS
例如,烜芯微的的SU0514PG是一款4通道電壓軌箝位型超低電容TVS器件,并集成了一個(gè)穩(wěn)壓二極管,目標(biāo)應(yīng)用為高速數(shù)據(jù)傳輸線的ESD保護(hù),例如平板顯示器和機(jī)頂盒中的HDMI接口、VGA接口、USB端口、以太網(wǎng)接口等保護(hù)。
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