TVS二極體的選型和應用測試計算例項

2021-05-24 21:37:36 字數 1556 閱讀 2919

很多任務程師在電路設計時都會考慮到emc,但是在esd方面卻是很少考慮或甚至不考慮。個人認為有些是產品特性或是成本原因不考慮防雷防靜電,但據了解, 相當多的工程師特別是比較年輕的工程師都不知道tvs在電路保護中的重要性,有些工程師甚至都沒聽說過tvs管。大家都知道衛星高頻頭的生產車間對靜電要 求不亞於手機的生產,但本人在做幾年的lnb設計中都沒接觸過tvs,也是後來的工作中才慢慢接觸到一些。理論上,大部分有可能會接觸靜電的電路都應該要 加tvs以保護,比如手機等數碼產品,秋天就很容易接觸人體大量靜電;比如交換機等通訊產品,乙個閃電就很容易會在它們連線的線纜形成很強的脈衝波,這些 都很容易對電路構成威脅。下面我們就對tvs的一些應用知識進行簡單的了解,希望通過簡單的例子讓大家對tvs有比較直觀的認識。不同型號規格tvs的原 理都是一樣,大家在選型的時候根據需要去找一下內部結構合適自己產品的型號和規格就可以了。以上觀點如有不妥,請各位大俠包涵指點。

一、tvs二極體的選型步驟如下:

1.確定待保護電路的直流電壓或持續工作電壓。如果是交流電,應計算出最大值,即用有效值*1.414。

2.tvs的反向變位電壓即工作電壓(vrwm)--選擇tvs的vrwm等於或大於上述步驟1所規定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下tvs吸收的電流可忽略不計,如果步驟1所規定的電壓高於tvs的vrwm ,tvs將吸收大量的漏電流而處於雪崩擊穿狀態,從而影響電路的工作。

3.最大峰值脈衝功率:確定電路的干擾脈衝情況,根據干擾脈衝的波形、脈衝持續時間,確定能夠有效抑制該干擾的tvs峰值脈衝功率。

4.所選tvs的最大箝位電壓(vc)應低於被保護電路所允許的最大承受電壓。

5.單極性還是雙極性-常常會出現這樣的誤解即雙向tvs用來抑制反向浪湧脈衝,其實並非如此。雙向tvs用於交流電或來自正負雙向脈衝的場合。tvs有時也用於減少電容。如果電路只有正向電平訊號,那麼單向tvs就足夠了。tvs操作方式如下:正向浪湧時,tvs處於反向雪崩擊穿狀態;反向浪湧時,tvs類似正向偏置二極體一樣導通並吸收浪湧能量。在低電容電路裡情況就不是這樣了。應選用雙向tvs以保護電路中的低電容器件免受反向浪湧的損害。

6.如果知道比較準確的浪湧電流ipp,那麼可以利用vc來確定其功率,如果無法確定功率的概範圍,一般來說,選擇功率大一些比較好。

二、交流電路電源保護計算例項

圖1為微機電源採用tvs管作線路保護的原理圖。

圖1  微機電源部分原理圖

下面就圖1中的線路保護加以說明。

①  在進線的交流220 v處加雙向tvs管d1,以抑制220 v交流電網中的尖峰干擾。雙向tvs管d1的

選取d1時根據上述引數,通過查表即可得到。

②  在變壓器進線處加上抗干擾的電源線濾波器,以消除小尖峰干擾。

③  在變壓器輸出端交流20 v處加上雙向tvs管d2,再一次抑制干擾。雙向tvs管d2的

選取d2時根據上述引數,通過查表即可得到。

④  整流濾波輸出直流10 v時,加上單向tvs管d3抑制干擾。單向tvs管d3的

選取d3時根據上述引數,通過查表即可得到。

通過如上4次抑制,得到了所謂的「淨化電源」。為了防雷擊等浪湧電壓,還可在交流220 v進線端加上壓敏電阻器,以便更有效地防止干擾進入計算機的cpu及儲存器中,從而進一步提高系統的可靠性。

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