瞬态抑制二极管选型
瞬态抑制二极管
瞬态抑制二极管瞬态二极管瞬态二极管(Transient Voltage Suppressor)简称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。
目录瞬态抑制二极管由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表)、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF 耦合/IC 驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。
瞬态抑制二极管主要的型号瞬态抑制二极管主要的型号有;XESD12VT23-3,IC网络超市自主品牌。
性价比很强。
XESD12VT23-3是抑制瞬变电压双向阵列,旨在保护的组分,被连接到数据和传输线路,防静电放电(简称ESD)、电气快瞬变(EFT),和闪电。
所有销子分为能够承受20kv采用IEC 61000-4-2防静电脉冲接触排放的方法。
特点;1、 500瓦峰脉冲电源的60% 8/20μs),2、低夹紧电压3、保护一个双向或两个单向线4、工作电压伏,8V:3V,,12伏,15伏特5、 ESD保护> 40千伏下6、符合;61000-4-2(简称ESD):Air-15kV Contact-8kV,40A-5/50ns 61000-4-4(EFT):61000-4-5(浪涌):24A 8/20⎧s编辑本段三大特点1、将TVS 二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲,如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
瞬态抑制二极管的详细介绍和使用指导精品
【关键字】情况、方法、监测、地方、系统、平衡、快速、持续、研究、关键、安全、需要、环境、方式、标准、增量、结构、水平、检验、分析、形成、保护、确保、指导、帮助、支持、方向、适应、提高瞬态抑制二极管的详细介绍和使用指导一、瞬态现象的危害——什么是瞬态现象?瞬态电压是由电能释放的短时高电压,通常在储存的能量突然释放,或有较重的电感负载或雷击等其它诱因时产生。
在电气或电子电路中,可以通过开关控制方法预先释放该能量,也可以将其随机导入外部电源电路中。
反复瞬变现象通常在操作电机、发电机或在开/关反馈电路元件时产生。
而随机瞬变现象则通常在雷击或静电放电(ESD)时产生。
雷击和静电放电的发生是无法预测的,所以需要进行精密的监测以准确测算,尤其在电路板层面可能发生上述情况的时候更需注意。
许多电子标准组使用公认的监测手段或测试方法对瞬变电压的产生进行了分析研究。
下表列举了瞬变现象的一些重要特征。
表1:瞬变源及其量值示例瞬变电压峰值的特性如下图所示,雷击和静电放电形成的瞬变电压峰值通常会形成一条“双指数”波形。
图1:雷击的瞬变波形图2:静电放电的测试波形雷击的指数生成时间在1.2微秒至10微秒之间(基本为10%至90%),持续时间在50微秒至1000微秒之间(峰值的50% )。
而静电放电持续的时间则相对而言短很多。
生成时间小于1.0毫微秒。
持续总时间约为100纳秒。
为什么瞬变现象越来越多地受到关注?产品的小型化趋势使得产品对电气应力日益敏感。
以微处理器为例,其结构和导电通路无法处理由静电放电瞬变现象产生的强电流。
因为这类产品的操作电压非常低,所以必须控制电压干扰以防设备断路、潜在隐患或灾难性事件的发生。
目前,敏感微处理器广泛应用于各类设备之中。
从家用电器(例如洗碗机)至工业控制设备,甚至玩具都使用微处理器来提高性能和功效。
大部分汽车也使用多重电子系统来控制发动机、空调、刹车系统,部分汽车还将其用于控制转向、牵引和安全系统。
TVS 管性能及选型
TVS 管性能及选型一.TVS管概述TVS(TransientVoltageSuppressor)瞬态电压抑制器。
当两极受到反向瞬态高能量冲击时,能以10的负12次方秒量级的速度,将两极间的高阻抗变为低阻抗,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。
在浪涌电压作用下,TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR,而被击穿,随着击穿电流的出现,流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP,同时在其两端的电压被钳位到预定的最大钳位电压VC以下,其后,随着脉冲电流按指数衰减,TVS两极间的电压也不断下降,最后恢复到初态;TVS管有单向与双向之分,单向TVS管的特性与稳压二极管相似,双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。
二.其主要特性参数1、反向截止电压VRWM与反向漏电流IR:反向截止电压VRWM表示TVS管不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。
2、击穿电压VBR:TVS管通过规定的测试电流时的电压,这是表示TVS管导通的标志电压。
3、脉冲峰值电流IPP:TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流(8/20μs波的峰值电流约为其5倍左右),超过这个电流值就可能造成永久性损坏。
在同一个系列中,击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小,一般是几A~几十A。
4、最大箝位电压VC:TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。
5、脉冲峰值功率Pm:脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉冲峰值电流IPP与最大箝位电压VC的乘积,即Pm=IPP*VC;在给定的最大钳位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流承受能力越大,在给定的功耗PM下,钳位电压越低,其浪涌电流的承受能力越大;另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形,持续时间和环境温度有关:典型的脉冲波形持续时间为1ms,当施加到二极管上的脉冲波形持续时间小于TP,则随着TP的减小脉冲峰值功率增加;TVS所能承受的瞬态脉冲式不重复的,如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积可能损坏TVS。
TVS瞬态抑制二极管选型规格书
Maximum Instantaneous Forward Voltage at 25A for
Unidirectional only (Note 4)
VF
2 20 3.5V/6.5
Watts Amps
V
Operating junction and Storage Temperature Range.
Reverse StandOff Voltage
Breakdown Voltage@IT
VRWM(V)
3.0 5.0 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 33.0 36.0 40.0 43.0 45.0 48.0 51.0 54.0 58.0 60.0 64.0 70.0 75.0 78.0 85.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0 150.0 160.0 170.0
Figure 1 - Peak Pulse Power Rating Curve
Figure 2 - Pulse Derating Curve
PPPM - Peak Pulse Power (kW) PPPM-Peak Pulse Power (kW)
瞬态抑制二极管TVS二极管型号汇总
瞬态抑制二极管TVS管型号汇总硕凯电子(Sylvia)1、瞬态抑制二极管产品简述硕凯瞬态电压抑制器(TransientVoltageSuppressor)简称TVS管,也叫瞬态抑制二极管,TVS管的电气特性是由P-N结面积、掺杂浓度及晶片阻质决定的。
其耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。
TVS广泛应用于半导体及敏感器件的保护,通常用于二级电源和信号电路的保护,以及防静电等。
其特点为反应速度快(为ps级),体积小,脉冲功率较大,箝位电压低等。
其10/1000μs 波脉冲功率从400W~30KW,脉冲峰值电流从0.52A~544A;击穿电压有从6.8V~550V的系列值,便于各种不同电压的电路使用。
2、各种型号大全(1)名称:SOD-123封装SMF系列功率:200W电压(VRWM):1.0-400V电流(IPP):21.7-0.65A封装:SOD-123产品系列:SMF(2)名称:DO-214AC封装SMAJ系列功率:400W工作电压:5.0-440.0V电流(IPP):43.5-0.6A封装:DO-214AC产品系列:SMAJ(3)名称:DO-214AA封装SMBJ系列功率:600W工作电压:5.0-440.0V电流:65.3-0.9A封装:DO-214AA产品系列:SMBJ(4)名称:DO-214AB封装SMCJ系列功率:1500W工作电压:5.0-440.0V电流:163.0-2.1A封装:DO-214AB产品系列:SMCJ(5)名称:DO-214AB封装SMDJ系列功率:5000W工作电压:5.0-170.0V电流:326.1-10.9A封装:DO-214AB产品系列:SMDJ(6)名称:DO-15封装SA系列功率:500W工作电压:5.0-180.0V电流:55.4-1.7A封装:DO-15产品系列:SA(7)名称:DO-41封装P4KE系列功率:400W工作电压:5.8-495.0V电流:39.0-0.52A封装:DO-41产品系列:P4KE(8)名称:DO-15封装P6KE系列功率:600W工作电压:5.8-512.0电流:0.75-58.1A封装:DO-15产品系列:P6KE(9)名称:DO-201封装 1.5KE系列功率:1500W工作电压:5.8-495.0V电流:144.8-2.0A封装:DO-201产品系列:1.5KE(10)名称:P600封装3KP系列功率:3000W工作电压:5.0-220.0V电流:326.1-8.1A封装:P600产品系列:3KP(11)瞬态抑制二极管TVS二极管余下型号如下:3、小结有关硕凯瞬态抑制二极管TVS二极管的各种型号主要为以上这些,当然,后期还会有新的型号上市,到时再共享。
瞬态抑制二极管的选用
瞬态抑制二极管的选用
瞬态抑制二极管选用技巧
1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
2、TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。
若选用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
串行连接分电压,并行连接分电流。
3、TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
4、在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。
在确定最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
5、对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
瞬态抑制二极管TVS管的选型
瞬态抑制二极管TVS管的选型瞬态抑制二极管TVS管的选型心得这里总结一些瞬态抑制二极管TVS管的选型心得,供大家参考:1、TVS是用来防护浪涌电流的,如果知道要防护的最大电流Ipp 最好。
首先确定TVS的Ipp。
2、再其次确定待防护电路的直流电压或持续工作电压。
如果是交流电,应计算出最大值,即用有效值*1.414。
3、根据2中已知工作电压,选择TVS的Vrwm,要求Vrwm要大于工作电压,否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大,接近导通,或者雪崩击穿,影响正常电路工作。
4、所选TVS的最大箝位电压Vc不能大于被防护电路可以承受的最大电压。
否则,当TVS钳在Vc时会对电路造成损坏。
5、其中2-4步可以先于1,如果不知Ipp,可以根据信号的功率确定Ipp。
6、单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲,其实并非如此。
双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。
TVS有时也用于减少电容。
如果电路只有正向电平信号,那麽单向TVS就足够了。
TVS操作方式如下:正向浪涌时,TVS 处于反向雪崩击穿状态;反向浪涌时,TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。
这个时候需要参考TVS的正向导通峰值电流,Ifsm。
另外,选型注意事项:1、 TVS 的最大反向钳位电压 VC 应小于被保护电路的损坏电压;2、TVS 的额定反向关断电压 VWM 要大于或等于被保护电路的最大工作电压,若选用的 VWM 太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作;3、交流电压只能用双向 TVS;4、在规定的脉冲持续时间内,TVS 的最大峰值脉冲功率 PM 必须大于被保护电路可能出现的峰值脉冲功率,在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流;5、结电容是影响 TVS管在高速线路中使用的关键因素,在这种情况下,一般用一个 TVS 管和一个快恢复二极管以背对背的方式连接,由于快恢复二极管有较小的结电容,因而二者串联的等小电容也较小,可以满足高频使用的要求。
瞬态电压抑制二极管参数
瞬态电压抑制二极管参数瞬态电压抑制二极管(TVS二极管)是一种特殊设计的二极管,用于保护电子电路免受瞬时高压冲击的损害。
它是一种用于限制电路中瞬时高电压的特殊元件,主要用于保护电子元件、器件和系统。
TVS二极管可以快速响应潜在的过压或ESD(静电放电)事件,通过将过压转移到接地,以稳定电路工作。
下面将详细介绍TVS二极管的参数。
一、工作原理TVS二极管是利用其结构特性来实现对瞬态电压的抑制。
当电路中发生瞬态过压时,TVS二极管的电压会迅速上升,形成导通通道,使得过电压的能量通过TVS二极管分流到地。
这样可以将瞬态过压的能量耗散在TVS二极管中,从而保护其他电子器件不受损害。
TVS二极管对于电子电路的保护起着非常重要的作用。
二、参数及性能指标1. 额定工作电压(VRM)额定工作电压是TVS二极管在正常工作条件下允许通过的最大电压。
在选型时需要根据电路的工作电压来选择合适的TVS二极管,通常应该确保额定工作电压大于最大工作电压,以保证TVS二极管的可靠性和稳定性。
一般而言,额定工作电压越高,TVS二极管的耐压能力越强。
2. 峰值脉冲功率(PPM)峰值脉冲功率表示TVS二极管在瞬态电压下能够吸收的能量,通常以瓦特(W)为单位。
PPM越大,表示TVS二极管在瞬态过压时具有更好的能量吸收能力,在保护电路时具有更高的效果。
3. 反向漏电流(IRM)TVS二极管在反向电压下的漏电流,通常以微安(μA)级别计算。
IRM越小,表示TVS 二极管在不导通时的耗散功率较低,可以减小对电路的影响。
4. 反向峰值脉冲电压(VRM)反向峰值脉冲电压表示TVS二极管在正向电压超过额定工作电压时的最大反向电压。
选型时应确保电路的最大反向峰值电压小于TVS二极管的额定反向峰值脉冲电压,以确保TVS二极管能够有效保护电路。
5. 响应时间(RESPONSE TIME)TVS二极管的响应时间是指当工作电压超过额定电压时,TVS二极管开始工作的时间。
SMCJ瞬态抑制二极管选型手册(规格书)
IR(ȝA) 800 800 500 200 100 50 20 10
5 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Revision:15-Dec-11
【 领先的片式无源器件整合供应商 — 南京南山半导体有限公司 】
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
SMCJ SERIES
Part Number
Device Marking
Code
Reverse Stand-Off Voltage
Breakdown Voltage NIN.@IT
Breakdown Voltage MAX.@IT
Test Current
Maximum Clamping Voltage @IPP
Peak Pulse Current
VRWM(V) 5.0 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.40 6.67 7.22 7.78 8.33 8.89 9.44 10.00 11.10 12.20 13.30 14.40 15.60 16.70 17.80 18.90 20.00 22.20
DEVICES FOR BIPOLAR APPLICATION
For bidirectional use C or CA suffix for types SMCJ5.0 thru types SMCJ440 (e.g.SMCJ5.0CA, SMCJ440CA), electrical characteristics apply in both directions.
Peak Pulse Current
Reverse Leakage @VRWM
TVS二极管选型指南及特性曲线
TVS二极管选型指南一、选用指南1、首先确定被保护电路得最大直流或连续工作电压,电路得额定标准电压与“高端”容限。
2、TVS得额定反向关断电压VWM应大于或等于被保护电路得最大工作电压,若选用得V WM太低,器件有可能进入雪崩状态或因反向漏电流太大影响电路得正常工作。
3、TVS得最大箝位电压V C应小于被保护电路得损坏电压。
4、TVS得最大峰值脉冲功率PW必须大于被保护电路内可能出现得峰值脉冲功率.5、在确定了TVS得最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
ﻫ6、对于数据接口电路得保护,必须注意选取尽可能小得电容值C得TVS器件。
7、带A得TVS二极管比不带A得TVS二极管得离散性要好,在TVS二极管A前面加C得型号表示双向TVS二极管.ﻫ8、直流保护一般选用单向TVS二极管,交流保护一般选用双向TVS二极管,多路保护选用TVS阵列器件,大功率保护选用TVS专用保护模块。
特殊情况,如:RS-485与RS—232保护9、TVS二极管可以可选用双向TVS二极管或TVS阵列。
ﻫ在-55℃到+150℃之间工作,如果需要TVS在一个变化得温度下工作,由于其反向漏电流ID就是随温度得增加而增大;功耗随TVS结温度增加而下降,故10、TVS二极管可以串/并在选用TVS时应考虑温度变化对其特性得影响。
ﻫ应用,串行连接分电压,并行连接分电流.但考虑到TVS得离散性,使用时应尽可能得减少串/并数量.二、注解ﻫ1、V—就是TVS最大连续工作得直流或脉冲电压,当这个反WM向电压加于TVS两极时,它处于反向关断状态,流过它得电流小于或等于其最大反向漏电流I D.2、VBR—就是TVS最小得雪崩电压。
25℃时,在这个电压之前,保护TVS就是不导通得.当TVS 流过规定得1mA电流IR时,加于TVS两极间得电——-测试电流。
4ﻫ、I D———反向漏电压为其最小击穿电压V BR。
3ﻫ、IT流。
5、V C -当持续时间为20us得脉冲峰值电流IPP流过TVS时,其两极间出现得最大峰值电压为VC。
TVS(瞬变抑制)二极管参数与选型
TVS(瞬变抑制)二极管参数与选型TVS管的英文名是TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR,中文名叫瞬变抑制二极管。
它在承受瞬间高能量脉冲时,能在极短的内由原来的高阻抗状态变为低阻抗,并把电压箝制到特定的水平,从而有效的保护用户的设备和元器件不受损坏。
由于其具有箝位电压低、动作时间快等特点;因此比较适合于多级保护电路的末级保护。
此外也能和其它保护元件配合使用,组成专用的防雷装置。
目录TVS的参数特性TVS的应用TVS和其它浪涌保护元件的区别TVS的选用方法TVS管TVS的参数特性1.TVS特性TVS管是典型的PN结雪崩器件,和普通稳压管的击穿特性差不多。
但这条曲线只反映了TVS特性的一个部分,还必须补充下图所示的特性曲线,才能反映TVS的全部特性。
这是在双踪示波器上观察到的TVS管承受大电流冲击时的电流及电压波形。
图中曲线1是TVS管中的电流波形,它表示流过TVS管的电流由1mA突然上升到峰值,然后按指数规律下降,造成这种电流冲击的原因可能是雷击、过压等。
曲线2是TVS管两端电压的波形,它表示TVS中的电流突然上升时,TVS两端电压也随之上升,但最大只上升到VC值,这个值比击穿电压VBR略大,从而对后面的电路元件起到保护作用。
TVS在电路中和稳压管一样,是反向使用的。
2.参数说明A.击穿电压(VBR):TVS在此时阻抗骤然降低,处于雪崩击穿状态。
B.测试电流(IT):TVS的击穿电压VBR在此电流下测量而得。
一般情况下IT取1mA。
C.反向变位电压(VRWM):TVS的最大额定直流工作电压,当TVS两端电压继续上升,TVS将处于高阻状态。
此参数也可被认为是所保护电路的工作电压。
D.最大反向漏电流(IR):在工作电压下测得的流过TVS的最大电流。
E.最大峰值脉冲电流(IPP):TVS允许流过的最大浪涌电流,它反映了TVS的浪涌抑制能力。
F.最大箝位电压(VC):当TVS管承受瞬态高能量冲击时,管子中流过大电流,峰值为IPP,端电压由VRWM值上升到VC值就不再上升了,从而实现了保护作用。
P6KE瞬态抑制二极管选型手册(规格书)
PPPM IPPM PM(AV)
IFSM TJ , TSTG
Minimum 600 See Table 5.0
100 -55 to +175
Watts Amps Watts
Amps ć
Notes: 1. Non-repetitive current pulse, per Fig. 3 and derated above TA = 25ć per Fig. 2. 2. 8.3ms single half sine-wave, or equivalent square wave, Duty cycle = 4 pulses per minutes maximum.
Breakdown Voltage MAX.@IT
Test Current
Maximum Clamping Voltage @IPP
Peak Pulse Current
Reverse Leakage @VRWM
UNT-POLAR BI-POLAR VRWM(V) P6KE6.8A P6KE6.8CA 5.80
Revision:30-Nov-11
【 领先的片式无源器件整合供应商 — 南京南山半导体有限公司 】
DIMENSIONS
d
DIA.
P6KE SERIES
s
DIA.
Item
L T d s
L
T
L
DO-204AC/DO-15
Millimeters
Min.
Max.
25.40
-
1
602.0
1.04
1
P6KE480A P6KE480CA 408.00 456.00
504.00
瞬态电压抑制二极管的选型及应用
UN Semiconductor
瞬态电压抑制二极管的选型及应用
优恩半导体(UN)
瞬态电压抑制二极管的选型:
①瞬态电压抑制二极管使用时,一般并联在被保护电路上。
②VBR的选择:瞬态电压抑制二极管的击穿电压应根据被保护电路最大工作电压UM:VRWM>UM、VBR=(0.8~0.9)VRWM进行选择。
交流:UM=1.414Uac、直流:UM=Udc
③IPP和VC的选择:当瞬态电压抑制二极管单独使用时,要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择IPP合适的型号。
当瞬态电压抑制二极管作为第二级保护时,一般用500W~600W的就可以了。
Vc与VBR之间的箝位因子(1.2~1.4),同时要注意的是,此时的最大箝位电压VC应不大于被保护设备所能耐受的最大浪涌电压(安全电压)。
④用于信号传输电路保护时,当信号频率或传输速率较高时,应选用低电容系列的管子。
当低电容系列仍满足不了要求时,就应把瞬态电压抑制二极管接到快速恢复二极管组成的桥路中,以降低总的等效电容,提高传输信号频率。
瞬态电压抑制二极管运用领域:
优恩半导体瞬态电压抑制二极管主要应用于安防系统、充电电源、车载电子。
瞬态电压抑制二极管由于其较强的电压抑制能力,常作为电源端口的次级保护,起到降低初级保护元件上残压的作用。
瞬态电压抑制二极管可将被保护的器件电压箝位在VBR~Vc之间。
unsemi。
瞬态电压抑制二极管(TVS)选用原则(优选参考)
瞬态电压抑制二极管(TVS)选用原则在选用瞬态电压抑制二极管(TVS)时,必须考虑电路的具体条件,一般应遵循以下原则:一、大箝位电压Vc(MAX)不大于电路的最大允许安全电压。
二、最大反向工作电压(变位电压)VRWM不低于电路的最大工作电压,一般可以选VRWM等于或略高于电路最大工作电压。
三、额定的最大脉冲功率,必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。
下面是TVS在电路应用中的典型例子:TVS用于交流电路:图2-1是一个双向TVS在交流电路中的应用,可以有效地抑制电网带来的过载脉冲,从而起到保护整流桥及负载中所有元器件的作用。
TVS的箝位电压不大于电路的最大允许电压。
图2-2所示是用单向TVS并联于整流管旁侧,以保护整流管不被瞬时脉冲击穿,选用TVS 必须是和整流管相匹配。
图2-3所示电路中,单向TVS1和TVS2反接并联于电源变压器输出端或选用一个双向TVS,用以保护整流电路及负载中的元器件。
TVS3保护整流以后的线路元件,如电源变压器输出端电压为36伏时一般TVS1和TVS2的工作电压VR应根据36×√2 来选择,其它参数依据电路中的具体条件而下。
TVS用于直流电路:图2-4所示TVS并联于输出端,可有效地保护控制系统。
TVS的反向工作电压应等于或略高于直流供电电压,其它参数根据电路的具体条件而定。
图2-5所示为两个单向TVS连接在电源线路中,用以防止直流电源反接或电源通、断时产生的瞬时脉冲使集成电路损坏。
当电路连接有感性负载,如电机、断电器线圈、螺线管时,会产生很高的瞬时脉冲电压,图2-6中的TVS可以保护晶体管及逻辑电路,从而省去了较复杂的电阻/电容保护网络。
图2-7电路中TVS起保护和电压限制的作用。
直流电中选用举例:整机直流工作电压12V,最大允许安全电压25V(峰值),浪涌源的阻抗50MΩ,其干扰波形为方波,T P=1MS ,最大峰值电流50A。
选择:1、先从工作电压12V选取最大反向工作电压V RWM为13V,则击穿电压V(BR) =V RWM /0.85=15.3V2、从击穿电压值选取最大箝位电压Vc(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V,取Vc=20V3、再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率:P PR=V C×I P=20×50=1000W4、计算折合为T P=1MS指数波的峰值功率,折合系数K1=1.4,P PR=1000W÷1.4=715W从手册中可查到1N6147A其中P PR=1500W,变位电压V RWM=12.2V,击穿电压V(BR)=15.2V,最大箝位电压Vc=22.3V,最大浪涌电流I P=67.3A。
一文精通TVS计算及选型
提到TVS,大部分电子工程师基本都知道是用来端口防护的,防止端口瞬间的电压冲击造成后级电路的损坏。
由于其在电路中的极其重要的地位,但是,针对TVS的选型过程,很多厂家都是直接给推荐电路,直接告诉设计者答案选择哪个器件,却很少对选型过程提供理论计算,大部分的电子工程师针对TVS选型的时候,老人凭经验,新人凭参考,一旦更换厂家或者更换测试条件,就无从下手了,本文就专门解决该问题,让新人老人对 TVS选型都能得心应手。
01TVS工作原理TVS (Transient Voltage Suppressors),即瞬态电压抑制器,又称雪崩击穿二极管。
它是采用半导体工艺制成的单个PN结或多个PN结集成的器件。
TVS有单向与双向之分,单向TVS 一般应用于直流供电电路,双向TVS应用于电压交变的电路。
如图1所示,应用于直流电路时单向TVS反向并联于电路中,当电路正常工作时,TVS处于截止状态(高阻态),不影响电路正常工作。
当电路出现异常过电压并达到TVS(雪崩)击穿电压时,TVS迅速由高电阻状态突变为低电阻状态,泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地,同时把异常过电压钳制在较低的水平,从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。
当异常过电压消失后,TVS阻值又恢复为高阻态。
图1 :TVS工作原理02TVS关键参数工欲善其事,必先利其器,要用好TVS,必须先了解其关键的参数。
(1)Vrwm截止电压:TVS的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS劣化或损坏的最高工作峰值电压或直流峰值电压。
对于交流电压,用最高工作电压有效值表示,在V RWM下,TVS认为是不工作的,即是不导通的。
换一句话,电路的最高工作电压必须小于Vrwm,否则将会导致TVS动作导致电路异常。
(2)I R漏电流:漏电流,也称待机电流。
在规定温度和最高工作电压条件下,流过TVS的最大电流。
TVS的漏电流一般是在截止电压下测量,对于某一型号TVS, I R应在规定值范围内。
瞬态抑制二极管
简介
由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小 等优点。
广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表
瞬态抑制二极管
(电度表)、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照 相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、 工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。
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选用技巧
1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高 端”容限。 2、TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选 用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串 行连接分电压,并行连接分电流。 3、 TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。 4、在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护 电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应 大于瞬态浪涌电流。 5、对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。 6、根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流电路选用双极性TVS较为合
参数
①最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。
VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加入TVS的两极间时,它处于反向关断状态,流 过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流 ID。
②最小击穿电压VBR和击穿电流IR
VBR是TVS最小的雪崩电压。25℃时,在这个电压之前,TVS是不导通的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时, 加入TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。
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瞬态抑制二极管选型
优恩半导体(UN)
瞬态电压抑制二极管选型必须注意以下几点:
1.最小击穿电压VBR和击穿电流IR。
VBR是瞬态电压抑制二极最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压瞬态电压抑制二极是不会产生雪崩的。
当瞬态电压抑制二极流过规定的1mA电流(IR)时,加于瞬态电压抑制二极两极的电压为其最小击穿电压V BR。
按瞬态电压抑制二极的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。
对于5%的VBR来说,V WM=0.85VBR;对于10%的VBR来说,V WM=0.81VBR。
为了满足IEC61000-4-2国际标准,瞬态电压抑制二极二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD 冲击,部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。
对于某些有特殊要求的可携设备应用,设计者可以依需要挑选元件。
2.最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。
VWM是二极管在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极管会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在瞬态电压抑制二极工作以前使整个回路面对过压威胁。
当这个额定反向切断电压VWM加于瞬态电压抑制二极的两极间时它处于反向切断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3.最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流I PP。
当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过瞬态电压抑制二极时,在其两端出现
的最大峰值电压为VC。
V C、IPP反映了瞬态电压抑制二极的突波抑制能力。
VC与VBR之比称为钳位因子,一般在1.2~1.4之间。
VC 是二极管在截止状态提供的电压,也就是在ESD冲击状态时通过瞬态电压抑制二极的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则元件面临被损伤的危险。
4.Pppm额定脉冲功率,这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。
对于手持设备,一般来说500W的瞬态电压抑制二极就足够了。
最大峰值脉冲功耗PM是瞬态电压抑制二极能承受的最大峰值脉冲功耗值。
在特定的最大钳位电压下,功耗PM越大,其突波电流的承受能力越大。
在特定的功耗PM下,钳位电压VC越低,其突波电流的承受能力越大。
另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。
而且,瞬态电压抑制二极所能承受的瞬态脉冲是不重覆的,元件规定的脉冲重覆频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。
如果电路内出现重覆性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏瞬态电压抑制二极。
5.电容器量C。
电容器量C是由瞬态电压抑制二极雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。
C的大小与瞬态电压抑制二极的电流承受能力成正比,C太大将使讯号衰减。
因此,C是数据介面电路选用瞬态电压抑制二极的重要参数。
电容器对于数据/讯号频率越高的回路,二极管的电容器对电路的干扰越大,形成噪音或衰减讯号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。
高频回路一般选择电容器应尽量小(如LC瞬态电压抑制二极、低电容
器瞬态电压抑制二极,电容器不大于3pF),而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。
瞬态电压抑制二极管的选型技巧:
(1)确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
(2)瞬态电压抑制二极额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。
若选用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
串行连接分电压,并行连接分电流。
(3)瞬态电压抑制二极的最大钳位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
(4)在规定的脉冲持续时间内,瞬态电压抑制二极的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。
在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
(5)对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的瞬态电压抑制二极器件。
(6)根据用途选用瞬态电压抑制二极的极性及封装结构。
交流电路选用双极性瞬态电压抑制二极较为合理;多线保护选用瞬态电压抑制二极阵列更为有利。
(7)温度考虑。
瞬态电压抑制器可以在-55℃~+150℃之间工作。
如果需要瞬态电压抑制二极在一个变化的温度工作,由于其反向漏电流ID是随增加而增大;功耗随瞬态电压抑制二极结温增加而下降,从+25℃~+175℃,大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的增加
按一定的系数增加。
因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。
优恩半导体专业研发、生产和销售ESD静电保护器、瞬态抑制二极管、陶瓷气体放电管、半导体放电管、玻璃放电管、自恢复保险丝等,为客户免费提供瞬态电压抑制二极管选型及技术支持。