TVS二极管的选型和应用测试计算实例0

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tvs管的功率计算与选型总结

tvs管的功率计算与选型总结

tvs管的功率计算与选型总结
TVS管(瞬态电压抑制二极管)是一种电子元件,用于保护电路免受瞬态电压浪涌的危害。

以下是TVS管功率计算与选型的一些关键因素:
1. 峰值电流:TVS管可以处理的峰值电流取决于其最大箝位电压和脉冲峰值功率。

脉冲峰值功率是最大箝位电压与脉冲峰值电流的乘积。

在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流承受能力越大。

在给定的功耗PM 下,箝位电压越低,其浪涌电流的承受能力越大。

2. 最大反向工作电压:这是TVS管可以承受的最大反向电压。

在选择TVS
管时,需要根据应用场景的电压范围来选择合适的最大反向工作电压。

3. 折合为TP=1ms指数波的峰值功率:这是计算TVS管峰值功率的一种方式,其中TP是脉冲宽度,K1是折合系数。

根据不同的脉冲波形,折合系数会有所不同。

4. 保护电路:TVS管可以用于保护电路免受瞬态电压浪涌的危害。

在电路中,可以将TVS管并联在需要保护的设备上,以吸收瞬态电压,从而保护设备
不受损坏。

5. 选型建议:在选择TVS管时,需要根据具体的应用场景和电路参数来选
择合适的型号。

建议选择知名品牌和可靠的供应商,以保证TVS管的质量
和性能。

总之,正确地计算TVS管的功率和选择合适的型号是保证电路安全的关键
因素。

在进行电子系统设计时,应充分考虑TVS管的性能参数和应用场景,以确保所选的TVS管能够有效地保护电路免受瞬态电压浪涌的危害。

TVS管的应用原理参数及选型

TVS管的应用原理参数及选型

TVS管的应用原理参数及选型TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种主要用于电子设备中保护电路的二极管,它能够提供有效的瞬态过电压保护,防止电路受到过电压的损害。

TVS管的应用原理、参数及选型如下:一、应用原理:TVS管的工作原理基于Zener电压稳压器的原理。

当TVS管处于正常工作状态时,它会维持一个较低的反向电压,发生瞬态过电压时,TVS管会迅速引导大量的电流,将过电压降低到一个安全范围的电压。

同时,TVS管具有非线性I-V特性,其电阻随电压的变化而变化,能够有效消耗过电压产生的能量。

二、参数:1.最大电压(Vc):TVS管能够承受的最大峰值电压。

选用时应确保过电压不会达到此值。

2.工作电压(Vr):TVS管的额定电压。

当达到此电压时,TVS管开始起作用。

3.额定功率(Pd):TVS管能够持续耗散的功率。

过大的功率会使TVS管过热,降低其寿命。

4. 顶端耐受电流(Itsm):TVS管能够瞬时承受的峰值电流。

当过电压发生时,TVS管必须能够承受此电流。

5.电容(Cj):TVS管的电容特性。

电容越小,TVS管对高频干扰的反应越快。

三、选型:1.根据电路的工作电压确定TVS管的额定电压(Vr)。

额定电压应略大于电路工作电压。

2.根据可能发生的过电压确定TVS管的最大电压(Vc)。

最大电压应大于最大预期过电压。

3.根据电路的功率确定TVS管的额定功率(Pd)。

额定功率应满足电路的需求。

4. 根据过电压产生的峰值电流确定TVS管的顶端耐受电流(Itsm)。

Itsm应大于或等于过电压产生的峰值电流。

5.根据电路的抗干扰能力确定TVS管的电容(Cj)。

电容越小,对干扰的反应越快。

值得注意的是,TVS管的参数选型应根据实际应用情况综合考虑。

不同应用场景下,TVS管的参数需求会有所不同,例如工频电源线路、数据线路、汽车电子等,都会有各自的特殊要求。

总之,TVS管作为一种重要的瞬态过电压保护器件,在电子设备中扮演着关键的角色。

TVS管的应用原理参数及选型

TVS管的应用原理参数及选型

TVS管的应用原理参数及选型TVS管(Transient Voltage Suppressor)是一种用来保护电子设备免受过电压损害的器件,它能够在超过其额定电压时提供一个较低的电阻来吸收过流。

本文将介绍TVS管的应用原理、参数以及选型。

TVS管的主要原理是利用二极管的正向偏置与反向偏置特性,当电压超过其额定电压时,它会变为一个非常低的电阻,限制过电压,从而保护所连接的电路。

TVS管能够在微秒的时间内响应并吸收过电压,避免它传递到保护电路和设备中。

当过电压消失后,TVS管会自动回到高阻态。

1. 额定电压(Rated Voltage):这是TVS管所能承受的最高电压,通常以伏特(V)为单位。

在选型时,需要根据电路或设备所能承受的最高电压选择合适的额定电压。

2. 额定功率(Rated Power):这是TVS管所能吸收的最大功率,通常以瓦特(W)为单位。

在选型时,需要根据电路或设备所产生的最高功率来选择合适的额定功率。

3. 额定电流(Rated Current):这是TVS管所能承受的最大电流,通常以安培(A)为单位。

在选型时,需要根据电路或设备所产生的最高电流来选择合适的额定电流。

4. 推荐功率(Peak Power Dissipation):这是TVS管能够吸收的瞬态功率峰值,通常以瓦特(W)为单位。

在选型时,需要根据电路或设备所产生的瞬态功率来选择合适的推荐功率。

5. 反向漏电流(Reverse Leakage Current):这是TVS管在额定电压下的反向电流流过值。

在选型时,需要根据电路或设备所能容许的反向电流来选择合适的反向漏电流。

在选择TVS管时,需要考虑以下因素:1.额定电压:根据电路或设备所能承受的最高电压来选择合适的额定电压。

2.额定功率:根据电路或设备所产生的最高功率来选择合适的额定功率。

3.额定电流:根据电路或设备所产生的最高电流来选择合适的额定电流。

4.推荐功率:根据电路或设备所产生的瞬态功率来选择合适的推荐功率。

TVS二极管应用指南

TVS二极管应用指南

TVS二极管应用指南瞬态电压抑制二极管应用指南第一章 TVS器件的特点、电特性和主要电参数一、 TVS器件的特点瞬态(瞬变)电压抑制二级管简称TVS器件,在规定的反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低的导通值,允许大电流通过,并将电压箝制到预定水平,从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。

TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其箝位响应时间仅为1ps(10-12S)。

TVS允许的正向浪涌电流在T A=250C,T=10ms条件下,可达50~200A 。

双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压箝制到预定水平,双向TVS适用于交流电路,单向TVS一般用于直流电路。

二、 TVS器件的电特性1、单向TVS的V-I特性如图1-1所示,单向TVS的正向特性与普通稳压二极管相同,反向击穿拐点近似“直角”为硬击穿,为典型的PN结雪崩器件。

从击穿点到V C值所对应的曲线段表明,当有瞬时过压脉冲时,器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值,并保持在这一水平上。

2、双向TVS的V-I特性如图1-2所示,双向TVS的V-I特性曲线如同两只单向TVS“背靠背”组合,其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性,正反两面击穿电压的对称关系为:0.9≤V(BR)(正)/V(BR)(反)≤1.1,一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压V C就会立刻被抑制掉,双向TVS在交流回路应用十分方便。

三、TVS器件的主要电参数1、击穿电压V(BR)器件在发生击穿的区域内,在规定的试验电流I(BR)下,测得器件两端的电压称为击穿电压,在此区域内,二极管成为低阻抗的通路。

2、最大反向脉冲峰值电流I PP在反向工作时,在规定的脉冲条件下,器件允许通过的最大脉冲峰值电流。

I PP与最大箝位电压VC(MAX)的乘积,就是瞬态脉冲功率的最大值。

使用时应正确选取TVS,使额定瞬态脉冲功率P PR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。

TVS二极管选型

TVS二极管选型

TVS二极管选型优恩半导体(UN)在选用TVS二极管时,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:见图2-1,这是一个双向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×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,TP=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VRWM为13V,则击穿电压V(BR)==15.3V;2、从击穿电压值选取最大箝位电压VC(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V,取VC=20V;3、再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率:PPR=VC×IP=20×50=1000W4、计算折合为TP=1MS指数波的峰值功率,折合系数K1=1.4,PPR=1000W÷1.4=715W从手册中可查到1.5KE15A其中PPR=1500W,关断电压VRWM=12.8V,击穿电压V(BR)=14.3~15.8V,最大箝位电压VC=21.2V,最大浪涌电流IP=1500/21.2=70.7A。

TVS管的使用和选型

TVS管的使用和选型

TVS管的使用和选型TVS(Transient Voltage Suppressor)管是一种用于保护电路免受瞬态过电压损害的器件。

它具有快速响应、高稳定性和高耐受能力等特点,广泛应用于电子设备的电源供应、通信系统、自动控制系统等领域。

本文将介绍TVS管的使用和选型。

一、TVS管的使用1.瞬态过电压保护:TVS管主要用于保护电路免受瞬态过电压的损害。

当电路遭受到雷电或其他瞬态过电压时,TVS管能够迅速响应并将多余的电压导向地。

2.安全保护:在电源供应系统中,TVS管用于保护电路免受过电流、过电压和过热等问题的影响,确保设备的安全运行。

3.信号保护:在通信系统中,TVS管用于保护各种信号线路免受电磁干扰和静电放电等因素的影响,确保信号的可靠传输。

4.电源管理:TVS管可以用于稳定电源波形,减小电源的波动和噪声,提高电源的质量和稳定性。

二、TVS管的选型在选择TVS管时,需要考虑以下几个因素:1. 工作电压(Working Voltage):这是指TVS管能够正常工作的最高电压。

在实际应用中,应选择额定工作电压略高于电路的最高工作电压,以确保TVS管能够有效地保护电路。

2. 最大峰值脉冲电流(Peak Pulse Current):这是指TVS管能够瞬时承受的最大电流。

在选择TVS管时,应根据电路中的最大脉冲电流进行匹配。

如果电路中存在较大的脉冲电流,应选择具有更高的最大峰值脉冲电流的TVS管。

3. 响应时间(Response Time):这是指TVS管从电压超过其工作电压时到达正常导通的时间。

响应时间越短,TVS管对瞬态过电压的保护能力越强。

4. 瞬态阻抗(Clamping Voltage):这是指TVS管在工作电压下的电压降低程度。

瞬态阻抗越小,TVS管对于电路中的瞬态过电压的保护能力越强。

5. 封装形式(Package Type):TVS管有多种不同的封装形式,包括SMD封装、插件封装等。

根据具体的应用需求选择适合的封装形式。

TVS管的应用原理_参数_命名法则以及选型

TVS管的应用原理_参数_命名法则以及选型

TVS管的应用原理,参数,命名法则以及选型1. 瞬态抑制二极管简称TVS (Transient Voltage Suppressor ),TVS的电气特性由P-N结面积,参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。

特点:反映速度快(为pS级),体积小,箝位电压低,可靠性高。

10/1000μs波脉冲功率从400W~30000W,脉冲峰值电流从几安~几百安。

常用的TVS管的击穿电压有从5V到550V的系列值。

且可靠性高,在TVS 管规范之工作范围内,性能可靠,不易劣化,使用寿命长。

原理: TVS用于瞬间突波之抑制,与受保护器件并联。

在正常工作状态下,TVS对受保护线路呈高阻抗状态,当瞬间电压超过其击穿电压时,TVS就提供一个低阻抗的路径予瞬间电流。

使得流向被保护元器件的瞬间电流转而分流到TVS二极管,而受保护元器件两端的电压被限制在TVS两端的箝制电压(Clamping Voltage)。

当这个过压条件消失后,TVS二极管又将恢复到高阻抗状态。

应用:TVS广泛应用于半导体及敏感零件的保护,二级电源和信号电路的保护,以及防静电等。

2. 命名法则TVS管的型号由三部分组成:系列名+电压值+单/双向符号系列名代表不同的峰值脉冲功率和封装形式①SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ表示贴片封装:分别代表的峰值脉冲功率为400W、600W、1500W和3000W;②其它系列名表示同轴引线封装:P4KE为400W、P6KE为600W、1.5KE为1500W,SA为500W、3KP为3000W,其余类推(型号名KP或KPA前面的数字表示kW数)。

系列名后的数字代表击穿电压标称值或反向断态电压值①P4KE、P6KE、1.5KE系列中代表击穿电压标称值(VBR);②其它系列中代表反向断态电压值(VRWM)。

A表示单向,CA表示双向。

注意:SAC(500W)、LCE (1500W)系列是低电容的TVS管,只有单向,没有双向。

TVS参数、选型、使用注意事项

TVS参数、选型、使用注意事项

TVS参数、选型、使用注意事项一、TVS保护的原理其原理像稳压二极管,都是利用反向击穿稳定电压,但TVS管的响应速度要快于稳压管。

当TVS管的受到反向瞬态高能量冲击时,它能以极高的速度(亚纳秒级)将两级间的阻抗变为低阻抗,从而具有很好的浪涌功率吸收能力,同时也能使两级之间的电压钳位在一个预定值,有效的保护电路后端元器件。

TVS与被保护电路并联二、TVS参数的解读如下是一个5V TVS管的SPEC参数,光看SPEC参数我们可能比较难理解。

TVS电气参数结合如下的TVS工作特性曲线,我们来了解这些参数。

TVS工作特性曲线Vrwm:指的是最大反向工作电压,也指关断电压。

在最大的反向电流IR下,测试出的电压, 一般Vrwm是(0.8~0.9)*Vbr。

关断电压需要大于等于电路正常工作电压,但是不能大太多,和Vbr也有关系,大太多,可能导致TVS不起作用。

需要做到电路正常工作时,TVS不触发,在浪涌来时TVS才工作。

举个例子,TVS用来保护VOUT后端负载,VOUT的电压为3V,那么Vrwm的电压就需要大于或者等于3V,如果Vrwm是2V,那么电路正常工作状态下,TVS就可能已经触发工作,导致耗流增大或者电路故障。

如果Vrwm是20V,那么Vbr可能就是25V,那么TVS从3V到25V雪崩效应中间有很大一片空白,所以说Vrwm稍等于电路正常工作电压,但是也不能大太多。

另外说一句,TVS的关断电压是越低越难做(制作工艺)。

Ir@Vrwm:最大反向漏电流。

Vbr@It:指的是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TVS进入雪崩击穿。

Max Ipp:最大反向峰值脉冲电流。

Vc@Max Ipp:指在特定的Ipp电流时,浪涌经过TVS钳位住的电压。

最大的钳位电压Vc要小于大于电路中最大的工作电压。

举个例子,TVS用来保护VOUT及后端负载,VOUT的后端负载有芯片A和芯片B,芯片A的最大工作电压是3V,芯片B的最大工作电压是4V,那么我们选择TVS的Vc就要小于3V,如果Vc是3.5V,这个芯片A有可能会损坏。

TVS 管性能及选型

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。

瞬态电压抑制二极管的选用原则

瞬态电压抑制二极管的选用原则

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:1) 箝位电压Vc(MAX)不大于电路的最大允许安全电压。

2) 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。

3) 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,TP=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VRWM为13V,则击穿电压V(BR) =VRWM /0.85=15.3V;2) 从击穿电压值选取最大箝位电压Vc(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V,取Vc=20V;3) 再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率:PPR=VC×IP=20×50=1000W;4) 计算折合为TP=1MS指数波的峰值功率,折合系数K1=1.4;PPR=1000W÷1.4=715W。

TVS二极管参数简介及应用

TVS二极管参数简介及应用

TVS瞬变二极管(瞬态电压抑制器)主要特性参数和选用注意事项瞬变二极管是一种二极管形式的高效能保护器件,具有极快的响应时间和相当高的浪涌吸收能力。

当TVS二极管的两端受到反向瞬态过压脉冲时,能以极高的速度把两端间的高阻抗变为低阻抗,以吸收瞬间大电流,并将电压箝制在预定数值,从而有效保护电路中的元器件免受损坏。

本文讲述了TVS器件的主要特性参数和选用注意事项,同时给出了TVS在电路设计中的应用方法。

1 TVS二极管的特性及主要参数1.1 TVS二极管的器件特性在规定的反向应用条件下,TVS二极管对受保护的线路呈高阻抗状态。

当瞬间电压超过其击穿电压时,TVS二极管就会提供一个低阻抗的路径,并通过大电流方式使流向被保护元器件的瞬间电流分流到TVS二极管,同时将受保护元器件两端的电压限制在TVS 的箝制电压。

当过压条件消失后,TVS二极管又恢复到高阻抗状态。

与陶瓷电容相比,TV S可以承受15 kV的电压,但陶瓷贴片电容对高压的承受能力比较弱。

5 kV的冲击就会造成约10%陶瓷电容失效,而到10 kV时,其损坏率将高达到60%。

1.2 TVS二极管的主要参数(1)最小击穿电压VBR当TVS流过规定的电流时,TVS两端的电压称为最小击穿电压,在此区域,TV S呈低阻抗的通路。

在25℃时,低于这个电压,TVS是不会发生雪崩击穿的。

(2)额定反向关断电压VWMVWM是TVS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。

但它又需要尽量与被保护电路的正常工作电压接近,这样才不会在TVS工作以前使整个电路面对过压威胁。

按TVS的VBR与标准值的离散度,可把VBR分为5%和10%两种,对于5%的VBR来说,VWM=0.85VBR腿;而对于10%的VBR来说,VW M=0.81VBR。

(3)最大峰值脉冲电流IPPIPP是TVS在反向状态工作时,在规定的脉冲条件下,器件允许通过的最大脉冲峰值电流。

TVS二极管的选型和应用测试计算实例

TVS二极管的选型和应用测试计算实例

TVS二极管的选型和应用测试计算实例很多工程师在电路设计时都会考虑到EMC,但是在ESD方面却是很少考虑或甚至不考虑。

个人认为有些是产品特性或是成本原因不考虑防雷防静电,但据了解,相当多的工程师特别是比较年轻的工程师都不知道TVS在电路保护中的重要性,有些工程师甚至都没听说过TVS管。

大家都知道卫星高频头的生产车间对静电要求不亚于手机的生产,但本人在做几年的LNB设计中都没接触过TVS,也是后来的工作中才慢慢接触到一些。

理论上,大部分有可能会接触静电的电路都应该要加TVS以保护,比如手机等数码产品,秋天就很容易接触人体大量静电;比如交换机等通信产品,一个闪电就很容易会在它们连接的线缆形成很强的脉冲波,这些都很容易对电路构成威胁。

下面我们就对TVS的一些应用知识进行简单的了解,希望通过简单的例子让大家对TVS有比较直观的认识。

不同型号规格TVS的原理都是一样,大家在选型的时候根据需要去找一下内部结构合适自己产品的型号和规格就可以了。

以上观点如有不妥,请各位大侠包涵指点。

一、TVS二极管的选型步骤如下:1.确定待保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。

S的反向变位电压即工作电压(VRWM)--选择TVS的VRWM等于或大于上述步骤1所规定的操作电压。

这就保证了在正常工作条件下TVS吸收的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电压高于TVS的VRWM ,TVS将吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态,从而影响电路的工作。

3.最大峰值脉冲功率:确定电路的干扰脉冲情况,根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间,确定能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲功率。

4.所选TVS的最大箝位电压(VC)应低于被保护电路所允许的最大承受电压。

5.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。

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(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。

ESD TVS参数说明及选型

ESD TVS参数说明及选型

1.1.1 TVS的作用瞬态二极管【TVS|Transient Voltage Suppressor】是一种二极管形式(齐纳二极管的进化)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,它能以极快的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收电源和信号线上的浪涌功率,使两极间的电压箝位于值。

TVS管有单向uni-directional和双向bi-directional之分。

单向TVS与齐纳管较类似,只能吸收正向的浪涌电压脉冲,一般用于直流电路(且没有反接和负向脉冲)。

双向TVS可在正反两个方向吸收浪涌电压脉冲,实现了对电压的钳制,普遍使用它作为吸收电源与负载中产生的正向与负向的浪涌电压干扰,其典型的电流-电压关系如下图:点击看大图点击看大图1.1.2 TVS关键参数1. 最大反向工作电压V RWM:TVS保护电路的过程中,在一定的反向电流(I R)下,TVS两端的电压值称为最大反向工作电压VRWM,应大于或等于被保护电路的最大工作电压。

(即额定反向关断电压VW M)2. 最小击穿电压V BR:TVS管处于击穿的区域内,在一定的测试电流(IT)下,TVS两端的电压称为击穿电压。

VBR=VRWM/KBR (其中,KBR=0.8~0.9)。

3. 最大箝位电压V C:在脉冲峰值电流作用下,TVS两端的最大电压称为最大箝位电压。

应小于被保护电路的损坏电压,即VC=KC×VBR (其中,KC=1.3)。

4. 漏电流(I R):当最大反向工作电压VRWM施加到TVS上时,TVS管有一个漏电流。

5. 最大反向脉冲峰值电流IPP:规定的脉冲条件下,TVS管击穿时允许通过的最大脉冲峰值电流。

6. 反向脉冲峰值功率P PP:TVs管能够承受的最大脉冲功率,PPP取决于脉冲峰值电流IPP和最大钳位电压VC,与脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。

瞬态脉冲功率的最大值PPP=IPP×最大箝位电压VC(MAX)。

tvs管参数选择计算方法

tvs管参数选择计算方法

tvs管参数选择计算方法(最新版4篇)目录(篇1)一、前言二、tvs 管的概述三、tvs 管参数选择计算方法1.反向击穿电压2.动态响应特性3.瞬态功率四、应用领域五、结论正文(篇1)一、前言在电力电子技术领域,tvs 管作为一种重要的保护器件,具有很高的实用价值。

tvs 管能够在电压超过一定值时迅速导通,将瞬态电压引向地,保护电路免受损坏。

因此,如何选择合适的 tvs 管参数,提高其在实际应用中的性能,是电力电子工程师关注的焦点。

本文将介绍 tvs 管参数选择计算方法,帮助工程师更好地应用这一器件。

二、tvs 管的概述tvs 管,全称为 Transient Voltage Suppressor,中文名为瞬态电压抑制器,是一种能在瞬间电压超过其额定值时迅速导通的四端元件。

tvs 管具有响应速度快、瞬态功率大、箝位电压低等特点,广泛应用于电力系统、通信设备、家电产品等领域。

三、tvs 管参数选择计算方法1.反向击穿电压反向击穿电压是 tvs 管的一个重要参数,决定了其保护能力。

选择tvs 管时,需要根据电路的工作电压范围来确定反向击穿电压值。

通常情况下,反向击穿电压应略高于电路的最大工作电压,以保证在瞬态电压出现时,tvs 管能够及时导通。

2.动态响应特性动态响应特性是指 tvs 管在瞬态电压作用下,从截止区到导通区的时间。

响应速度越快,tvs 管对瞬态电压的抑制效果越好。

在选择 tvs 管时,应根据电路中瞬态电压的幅值和持续时间来选择具有合适动态响应特性的 tvs 管。

3.瞬态功率瞬态功率是指 tvs 管在导通状态下,能够承受的瞬态电压和电流的乘积。

选择 tvs 管时,需要根据电路中可能出现的瞬态电压和电流幅值来确定瞬态功率。

为了保证 tvs 管在瞬态电压作用下不会损坏,瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态功率。

四、应用领域tvs 管广泛应用于电力系统、通信设备、家电产品等领域。

例如,在电力系统中,tvs 管可用于保护输电线路、变电站设备等;在通信设备中,tvs 管可用于保护信号线、数据线等;在家电产品中,tvs 管可用于保护电源、电机等部件。

一文精通TVS计算及选型

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。

TVS管的参数理解与选型

TVS管的参数理解与选型

TVS管的参数理解与选型
本⽂介绍TVS管的关键参数,它们也是在TVS选型时,应该着重关注的参数。

1,如下为TVS管的V-I特性曲线,图中标⽰出的⼏个参数都是很重要的。

最重要的要属clamping voltage,即钳位电压。

当电路达到钳位电压时,能量将被泄放到⼤地,电路的电压维持在钳位电压值。

2,最⼤泄放功率随着脉冲的宽度递减。

⼿册中标⽰出的最⼤功率值是在脉宽为1ms时所测到的值。

如下为不同的脉冲宽度,对应管⼦的最⼤功率。

3,通常⽤来描述TVS泄放静电特性的曲线为10us/1000us曲线。

注意:不同的TVS管,Ippm(最⼤瞬态电流)的值不同。

4,8us/20us曲线应⽤情况较少,⽽且测试的条件和10us/1000us是不⼀样的,故不可以将这⼆者拿来做⽐较。

5,选择TVS管时,根据如下的公式来计算Ipp值,然后选择Ippm值能满⾜使⽤情况的管⼦。

6,除了考虑最⼤泄放功率,还需要考虑泄放的速率。

斜率越⼤,则泄放越快,即动态电阻越⼩,那么TVS管⼦越好。

以上,为⼀点个⼈的理解,如有问题,留⾔切磋。

TVS二极管的主要参数与选型

TVS二极管的主要参数与选型

TVS二极管的主要参数与选型TVS二极管,即可变电压二极管(Transient Voltage Suppressor Diode),也称为击穿二极管或TVS二极管。

它是一种用于保护电子设备免受电压浪涌和电静电放电的快速响应电压限制器。

本文将详细介绍TVS二极管的主要参数与选型。

1.主要参数1.1额定工作电压(VRWM):TVS二极管在正常工作条件下能够承受的最大电压。

这个值通常以伏特(V)为单位标记。

1.2冲击浪涌峰值电流(IPP):TVS二极管能够耐受的最大瞬间电流。

这是在最严重的电压浪涌或电静电放电条件下的最高电流值。

1.3响应时间:指TVS二极管从电压上升到达其击穿电压,开始导通所需的时间。

响应时间较低的TVS二极管能够更快地保护设备。

1.4瞬态电流:在TVS二极管导通时通过的电流。

这是经过所保护设备的电流的最大峰值。

1.5阻抗:TVS二极管在工作电压下的电阻值。

它决定了限制电压的能力。

阻抗值越低,TVS二极管对于电压浪涌的响应越好。

1.6工作温度范围:TVS二极管能够正常工作的温度范围。

这是在制造过程中经过测试确定的。

2.选型2.1额定工作电压(VRWM):选择TVS二极管时应确保其额定工作电压大于或等于所需保护设备的工作电压。

通常额定工作电压应大于保护电路中的最高电压。

2.2冲击浪涌峰值电流(IPP):根据所保护电路的需求,选择具有足够承受冲击浪涌峰值电流的TVS二极管。

2.3响应时间:在对抗电压浪涌或电静电放电问题时,响应时间很重要。

通常更短的响应时间意味着更好的保护性能。

2.4瞬态电流:根据所需保护设备的电流需求,选择能够承受足够电流的TVS二极管。

确保所选TVS二极管的瞬态电流大于或等于所保护设备的最大电流。

2.5阻抗:选择具有较低阻抗值的TVS二极管,以确保对于电压浪涌的响应能力最大化。

2.6工作温度范围:根据应用环境的要求,选择具有适当工作温度范围的TVS二极管。

S二极管的选型注意事项3.1基本参数:仔细阅读和理解TVS二极管的规格书,并注意其额定工作电压、冲击浪涌峰值电流、响应时间、瞬态电流、阻抗和工作温度范围等参数。

tvs管参数选择计算方法

tvs管参数选择计算方法

tvs管参数选择计算方法TVS管参数选择计算方法简介在电子产品设计中,TVS(Transient Voltage Suppressor)管的选择对于保护电路免受过电压冲击具有至关重要的作用。

本文将介绍一些常见的 TVS 管参数选择计算方法,以帮助创作者在设计中做出正确的选择。

1. TVS 管参数概述TVS 管是一种特殊的二极管,用于保护其他电子元件免受过电压的损坏。

在选择合适的 TVS 管之前,需要了解以下几个重要参数:•峰值脉冲功率(Ppp):TVS 管可以吸收的最大脉冲功率。

•额定工作电压(Vr):TVS 管能够正常工作的电压范围。

•峰值脉冲电流(Ipp):TVS 管可以承受的最大脉冲电流。

•工作电压(Vc):TVS 管正常工作时的电压。

2. 基本计算方法峰值脉冲功率(Ppp)峰值脉冲功率是指 TVS 管可以吸收的最大脉冲功率。

一般来说,峰值脉冲功率应大于预期的过电压冲击功率。

计算公式如下:Ppp = Vr * Ipp其中,Vr 为额定工作电压,Ipp 为峰值脉冲电流。

额定工作电压(Vr)额定工作电压是指 TVS 管能够正常工作的电压范围。

根据实际需求,选择一个比电路中最高工作电压稍高的额定工作电压是较为合理的。

峰值脉冲电流(Ipp)峰值脉冲电流是指 TVS 管可以承受的最大脉冲电流。

根据实际需求和电路的最大负载电流,选择一个大于最大负载电流的合适峰值脉冲电流。

工作电压(Vc)工作电压是指 TVS 管正常工作时的电压。

根据实际需求,选择一个适合的工作电压范围。

3. 附加考虑因素在进行 TVS 管参数选择时,还需要考虑以下因素:•响应时间:TVS 管的响应时间应尽可能短,以便尽快吸收过电压冲击。

•封装类型:根据具体应用场景选择合适的封装类型,如插件型、表面贴装型等。

•环境条件:考虑额定工作温度、湿度等环境条件,选择适合的TVS 管。

结论选择合适的 TVS 管参数是保护电路免受过电压冲击的关键。

TVS二极管的主要参数与选型

TVS二极管的主要参数与选型

TVS二极管的主要参数与选型(2010-12-20 22:28:55)转载▼分类:电路设计标签:元件选型TVS二极管的主要参数--转载处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法是将瞬时电流从敏感器件引开。

TVS二极管在线路板上与被保护线路并联,当瞬时电压超过电路正常工作电压后,TVS二极管便发生雪崩,提供给瞬时电流一个超低电阻通路,其结果是瞬时电流通过二极管被引开,避开被保护器件,并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。

当瞬时脉冲结束以后,TVS二极管自动回复高阻状态,整个回路进入正常电压。

许多器件在承受多次冲击后,其参数及性能会发生退化,而只要工作在限定范围内,二极管将不会发生损坏或退化。

从以上过程可以看出,在选择TVS二极管时,必须注意以下几个参数的选择:1. 最小击穿电压VBR和击穿电流I R。

VBR是TVS最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。

当TVS流过规定的1mA电流(I R)时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压V BR。

按TVS的V BR与标准值的离散程度,可把V BR分为5%和10%两种。

对于5%的V BR来说,V WM=0.85VBR;对于10%的V BR来说,V WM=0.81VBR。

为了满足IEC61000-4-2国际标准,TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,有的半导体生产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便携设备应用,设计者可以按需要挑选器件。

2. 最大反向漏电流ID和额定反向关断电压V WM。

V WM这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TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。

当这个额定反向关断电压V WM加于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。

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TVS二极管的选型和应用测试计算实例
很多工程师在电路设计时都会考虑到EMC,但是在ESD方面却是很少考虑或甚至不考虑。

个人认为有些是产品特性或是成本
原因不考虑防雷防静电,但据了解,相当多的工程师特别是比较年轻的工程师都不知道TVS在电路保护中的重要性,有些工程师
甚至都没听说过TVS管。

大家都知道卫星高频头的生产车间对静电要求不亚于手机的生产,但本人在做几年的LNB设计中都没
接触过TVS,也是后来的工作中才慢慢接触到一些。

理论上,大部分有可能会接触静电的电路都应该要加TVS以保护,比如手机
等数码产品,秋天就很容易接触人体大量静电;比如交换机等通信产品,一个闪电就很容易会在它们连接的线缆形成很强的脉冲波,
这些都很容易对电路构成威胁。

下面我们就对TVS的一些应用知识进行简单的了解,希望通过简单的例子让大家对TVS有比较
直观的认识。

不同型号规格TVS的原理都是一样,大家在选型的时候根据需要去找一下内部结构合适自己产品的型号和规格就可
以了。

以上观点如有不妥,请各位大侠包涵指点。

一、TVS二极管的选型步骤如下:
1.确定待保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。

S的反向变位电压即工作电压(VRWM)--选择TVS的VRWM等于或大于上述步骤1所规定的操作电压。

这就保证了在正
常工作条件下TVS吸收的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电压高于TVS的VRWM ,TVS将吸收大量的漏电流而处于雪崩击
穿状态,从而影响电路的工作。

3.最大峰值脉冲功率:确定电路的干扰脉冲情况,根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间,确定能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲
功率。

4.所选TVS的最大箝位电压(VC)应低于被保护电路所允许的最大承受电压。

5.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。

在低电容电路里情况就不
是这样了。

应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。

6.如果知道比较准确的浪涌电流IPP,那么可以利用VC来确定其功率,如果无法确定功率的概范围,一般来说,选择功率大一些
比较好。

二、交流电路电源保护计算实例
图1为微机电源采用TVS管作线路保护的原理图。

图1 微机电源部分原理图
下面就图1中的线路保护加以说明。

①在进线的交流220 V处加双向TVS管D1,以
抑制220 V交流电网中的尖峰干扰。

双向TVS管
D1的
选取D1时根据上述参数,通过查表即可得到。

②在变压器进线处加上抗干扰的电源线滤波器,
以消除小尖峰干扰。

③在变压器输出端交流20 V处加上双向TVS管
D2,再一次抑制干扰。

双向TVS管D2的
选取D2时根据上述参数,通过查表即可得到。

④整流滤波输出直流10 V时,加上单向TVS管
D3抑制干扰。

单向TVS管D3的
选取D3时根据上述参数,通过查表即可得到。

通过如上4次抑制,得到了所谓的“净化电源”。

为了防雷
击等浪涌电压,还可在交流220 V进线端加上压敏电阻
器,以便更有效地防止干扰进入计算机的CPU及存储器
中,从而进一步提高系统的可靠性。

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