如何做好TVS二极管的选型呢?下面这几个关键点得牢记
TVS二极管是一种保护用的电子零件,可以保护电器设备不受导线引入的电压尖峰破坏。通常情况下,TVS二极管会和要保护的电路并联,当其电压超过突崩溃准位时,直接分流过多的电流。TVS二极管是箝位器,会抑制超过其崩溃电压的过高电压。当过电压消失时,TVS二极管会自动复归,而其吸收的能量比类似额定的撬棒电路要大很多。
通常情况下,TVS二极管过电压反应的速度会比其他的过电压保护元件要快,实际的箝位大约只有一皮秒,但因为实际电路中导线存在电感,因此保护元件需容许较长时间的大电压,TVS二极管会比其他元件适合保护电路不受很快,而且有破坏性的电压突波。像许多分散式的电路都有这种快速的过电压突波,可能因为内部因素或是外部因素造成,例如闪电或是马达短路。
工程师在选型时候需要注意的事项有以下这些:
1、要明确确认被保护电路的最大直流值、额定标准电压值和“高端”容限值;
2、TVS管的最大箝位电压要小于被保护电路的损坏电压;
3、TVS管的额定反向关断电压要大于等于被保护电路的最大工作电压;
4、确定好TVS管最大的箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流;
5、TVS管的最大峰值脉冲功率必须大于被保护电路的峰值脉冲功率;
6、要考虑温度变化对TVS管特性影响,TVS管在-55°C至150°C之间工作;
7、直流保护电路大多选单向TVS管,交流保护电路大多选双向TVS管、多路保护电路选TVS阵列器件,大功率保护电路选专用保护模块;
8、在使用TVS管过程中,考虑到TVS的离散性,尽量减少串/并数量。
合科泰拥有众多的二极管,其中包括TVS二极管、肖特基二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、快恢复二极管、超快恢复二极管、特快恢复二极管、桥堆等产品,工厂设有专门的测试实验室,并且建立一套标准化流程化的品质管理系统,产品经过严格的测试,全方位的保证产品质量,合格产品方可出厂,欢迎广大客户咨询。
TVS二极管选型参数分析,超详细
TVS二极管选型的版本有很多,本文重点讲解的是从参数这个角度来分析如何选型TVS二极管?
截止电压VRWM,漏电流IR
截止电压VRWM:TVS二极管的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS二极管劣化或损坏的最大直流电压或交流峰值电压。在截止电压下,TVS二极管是不工作的,即不导通的,所以TVS二极管的截止电压应大于被保护电路的最高工作电压。这样才能保证TVS二极管在电路正常工作下不会影响电路工作。但是TVS 的工作电压高低也决定了TVS 钳位电压的高低,在截止电压大于线路正常工作电压的情况下,TVS 工作电压也不能选取的过高,如果太高,钳位电压也会较高,所以在选择VRWM 时,要综合考虑被保护电路的工作电压及后级电路的承受能力。
漏电流IR:也称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下,流过TVS二极管的最大电流。TVS 的漏电流一般是在截止电压下测量,对于某一型号TVS,漏电流应在规定值范围内。
截止电压和漏电流测试回路如图1所示,对TVS两端施加电压值为VRWM,从电流表中读出的电流值即为TVS 的漏电流IR,其中虚线框表示单向TVS 测试回路。如TVS二极管SMAJ5.0A,当加在其两端的电压为5V DC时,流过的电流应小于800μA。对于同功率和同电压的TVS二极管,在VRWM≤10V 时,双向TVS二极管漏电流是单向TVS二极管漏电流的2 倍。
击穿电压VBR
击穿电压VBR:指在V-I 特性曲线上,在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得TVS二极管两端的电压。
低压TVS二极管,由于漏电流较大,所以测试电流选取的IT也比较大。TVS二极管SMAJ5.0A,测试电流IT选取10mA。击穿电压测试电路如图2所示,使用脉冲恒流源对TVS二极管施加IT大小的电流时,读出TVS二极管两端的电压则为击穿电压。电流施加时间应不超过400ms,以免造成TVS受热损坏。VBR MIN和VBR MAX是TVS二极管击穿电压的一个偏差,一般TVS 为±5%的偏差。测量时,击穿电压落在VBR MIN和VBR MAX之间,则视为合格品。
峰值脉冲电流IPP,钳位电压VC
峰值脉冲电流IPP:给定脉冲电流波形的峰值。TVS二极管一般选用10/1000μs 电流波形(图3)。
钳位电压VC:施加规定波形的峰值脉冲电流时,TVS二极管两端测得的峰值电压。
峰值脉冲电流和钳位电压是衡量TVS二极管在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数,这两个参数是相互联系的。对于TVS二极管在防雷保护电路中的钳位特性,可以参考钳位电压这个参数。对于相同型号TVS二极管,在相同峰值脉冲电流下,钳位电压越小,说明TVS二极管的钳位特性越好。TVS二极管的耐脉冲电流冲击能力可以参考峰值脉冲电流,同型号的TVS二极管,峰值脉冲电流越大,耐脉冲电流冲击能力越强。
TVS二极管功率选型
TVS二极管产品的额定瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率,具体可参照如下计算方法。TVS二极管的额定功率记为PPPM, 则PPPM 的功率可估算为:
其中,VC 为TVS二极管的钳位电压,IPP 为TVS二极管在10/1000μs 波形的峰值脉冲电流。
对于不同功率等级的TVS二极管,相同电压规格的TVS二极管,其VC 值是一样的,只是IPP 不同。故PPPM 与IPPM 成正比,IPPM 越大,PPPM 也越大。
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