瞬態(tài)電壓抑制器在承受瞬間高能量脈沖時,能在極短的內(nèi)由原來的高阻抗狀態(tài)變?yōu)榈妥杩梗央妷后橹频教囟ǖ乃剑瑥亩行У乇Wo用戶的設備和元器件不受損壞,可應用于家用電器、電子儀器、精密設備、計算機系統(tǒng)、通訊設備、RS232&485及 CAN等通訊端口、ISDN的保護等各個領域。不同的應用應選取有效保護的TVS器件,本文介紹選取原則。
合適TVS元件的選取取決于被保護的信號路數(shù)、可接受的電路板級空間和被保護電路的電特性。TVS二極管具有形式各異的封裝和結(jié)構(gòu)來滿足現(xiàn)代電子系統(tǒng)的防護需求。對高功率應用場合,TVS器件一般采用表面貼裝和軸向引線封裝。而對多線路進行保護的TVS陣列則采用標準的JEDEC SO封裝。而電路板空間非常緊張的場合,TVS器件則采用SOT23封裝形式以降低成本。然而無論什么樣的應用場合,TVS器件選取的依據(jù)是器件的基本指標參數(shù)。
如圖1所示為雙向TVS二極管的典型IV特性曲線,關(guān)鍵的器件指標參數(shù)包括:
最大反向電壓(VRWM):它是器件正常工作的直流電壓。在此電壓以下,器件對被保護的電路呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。分立TVS器件的反向電壓從2.8V到440V各異。這個參數(shù)也可以稱為工作電壓。
反向擊穿電壓(VBR):從此點開始器件工作在雪崩擊穿模式開始導通,并且成為瞬變脈沖泄放的低阻通道。擊穿電壓在測試電流IT(典型值1mA或10mA)下測得。
圖1
峰值電流(IPP):器件可承受的最大浪涌電流。TVS二極管數(shù)據(jù)手冊為特定的瞬態(tài)波形會定義一個器件可承受的峰值脈沖能力。大多數(shù)TVS二極管標稱的IPP是8/20μs或者10/1000μs脈沖波形下測得的。TVS二極管在更短持續(xù)時間脈沖下,可承受更高的峰值電流。
箝位電壓(VC):在特定峰值電流下,落在TVS器件上的最大電壓。當TVS管承受瞬態(tài)高能量沖擊時,管子中流過大電流,峰值為IPP,端電壓由VRWM值上升到VC值就不再上升了,從而實現(xiàn)了保護作用。浪涌過后,隨時間IPP以指數(shù)形式衰減,當衰減到一定值后,TVS兩端電壓由VC開始下降,恢復原來狀態(tài)。箝位電壓VC與擊穿電壓VBR之比稱為箝位因子Cf,表示為Cf= VC /VBR,一般箝位因子為1.2~1.4。
TVS管的選取應根據(jù)電路的具體情況來選取指標合適的TVS器件,選取依據(jù)如下:
1、選取器件的最大反向電壓VRWM應大于電路正常工作電壓。
2、選取器件應能夠汲取預期的瞬態(tài)峰值電流IPP。
3、在相同瞬變脈沖波形下,器件的箝位電壓VC應小于被保護電路的最大可承受電壓。
4、對高速率數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),應考慮器件的結(jié)電容CJ。
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