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TVS瞬態抑製二極管選型指南

發表日期:2019-04-19 來源:www.ahdht.com

一、TVS二極管工作原理

TVS(Transient Voltage Suppressors)二極管,即瞬態電壓抑製器,又稱雪崩擊穿二極管,是采用半導體工藝製成的單個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二極管一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製在較低的水平,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二極管阻值又恢複為高阻態。 

TVS管工作原理.JPG

小猪视频破解版无限看次(DOWO)供應的TVS二極管產品從封裝形式可分為10類:
• DO-218AB:SM5S係列、SM6S係列、SM8S係列、SM8SxxCA係列、SM8T係列;
• SMA/DO-214AC:SMAJ係列、P4SMA係列、TPSMAJ係列、SMA6J係列、TPSMA係列、SACA係列;
• SMB/DO-214AA:SMBJ係列、P6SMB係列、TPSMBJ係列、SMB10J係列、SACB係列、1.0SMB係列、TPSMB係列;
• SMC/DO-214AB:1.5SMC係列、SMCJ係列、TPSMCJ係列、SMDJ係列、TPSMDJ係列、5.0SMDJ係列、TP5.0SMDJ係列、TPSMC係列;
• SOD-123:SMF係列、TPSMF係列、SMF4L係列、SMF3.3A係列、SMF3V3A;
• DO-41:P4KE係列;
• DO-15:SA係列、P6KE係列、SAC係列;
• DO-201:1.5KE係列、LCE係列;
• R-6/P600:3KP係列、5KP係列、LDP係列、15KP係列、30KP係列;
• NA:KA係列;

二、TVS二極管特性特點

• 采用半導體工藝製成,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,箝位電壓易控製;
• 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-6/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,其峰值脈衝電流要大於瞬態浪湧電流;
6)對於數據接口的電路保護,還需注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,應選用低電容係列的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衝電流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,在規定的脈衝直流電流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: 峰值脈衝電流,一般在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,尤其要注意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管的芯片麵積直接決定其功率等級。

TVS管參數.jpg

五、TVS二極管選型注意事項

1)規格書手冊給的隻是特定脈寬下的吸收功率峰值,而實際電路中的脈衝寬度是變化不定,心裏要有個數,對寬脈衝要降額應用
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)要注意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,瞬態抑製二極管在-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瞬態抑製二極管的引線長短,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、家電、工業控製、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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