TVS引數 選型 使用注意事項

2021-10-19 14:30:31 字數 2073 閱讀 3191

其原理像穩壓二極體,都是利用反向擊穿穩定電壓,但tvs管的響應速度要快於穩壓管。當tvs管的受到反向瞬態高能量衝擊是,它能以極高的速度(亞納秒級)將兩級間的阻抗變為低阻抗,從而具有很好的浪湧功率吸收能力,同時也能使兩級之間的電壓鉗位在乙個預定值,有效的保護電路後端元器件。

tvs與被保護電路併聯

如下是乙個5v tvs管的spec引數,光看spec引數我們可能比較難理解。

結合如下的tvs工作特性曲線,我們來了解這些引數。

tvs工作特性曲線

1、vrwm:指的是最大反向工作電壓,也指關斷電壓。在最大的反向電流ir下,測試出的電壓, 一般vrwm是(0.8-0.9)vbr。關斷電壓需要大於等於電路正常工作電壓,但是不能大太多,和vbr也有關係,大太多,可能導致tvs不起作用。需要做到電路正常工作時,tvs不觸發,在浪湧來時tvs才工作。

舉個例子,tvs用來保護vout後端負載,vout的電壓為3v,那麼vrwm的電壓就需要大於或者等於3v,如果vrwm是2v,那麼電路正常工作狀態下,tvs就可能已經觸發工作,導致耗流增大或者電路故障。如果vrwm是20v,那麼vbr可能就是25v,那麼tvs從3v到25v雪崩效應中間有很大一片空白,所以說vrwm稍等於電路正常工作電壓,但是也不能大太多。

另外說一句,tvs的關斷電壓是越低越難做(製作工藝)。

比如igbt門級驅動電壓,正常工作16~18v,不能超過20v;則選型時,vrwm可以選擇18v或者19v

2、ir@vrwm:最大反向漏電流。

3、vbr@it:指的是通過規定的測試電流it時的電壓,這是表示tvs管導通的標誌電壓,即從此點開始tvs進入雪崩擊穿。

比如igbt門級驅動電壓,正常工作16~18v,不能超過20v;則選型時,vbr可以選擇19v

4、max ipp:最大反向峰值脈衝電流。

5、vc@max ipp:指在特定的ipp電流時,浪湧經過tvs鉗位住的電壓。最大的鉗位電壓vc要小於等於電路中最大的工作電壓。

舉個例子,tvs用來保護vout及後端負載,vout的後端負載有晶元a和晶元b,晶元a的最大工作電壓是3v,晶元b的最大工作電壓是4v,那麼我們選擇tvs的vc就要小於3v,如果vc是3.5v,這個晶元a有可能會損壞。

tvs的鉗位電壓選擇2.8v,晶元a和b就不會損壞。一般晶元會有另乙個引數absolute maximum rating,叫絕對最大值,晶元在絕對最大值下,可能承受幾個微秒時間。極限條件下,tvs的鉗位電壓可以適當提高到晶元的絕對最大值,因為夠低的鉗位電壓或者關斷電壓的tvs,意味著更難的工藝和更高的**。

6、ppk(820us):指的是tvs器件上瞬間通過的最大功率值,等於鉗位電壓vc和峰值脈衝電流ipp的乘積,反映了tvs器件的浪湧抑制能力,額定的最大脈衝功率,必須大於電路**現的最大瞬態浪湧功率。

7、c:指的是極間電容,如果tvs用在高速訊號上,需要選擇小的電容,高速訊號,如usb,一般c選擇小於1pf的,電源或者低速訊號,一般幾十pf左右。

10/1000us和8/20us為兩種不同的浪湧測試波形,兩種波形能量不一樣。8/20us脈衝指的是8us達到100%ipp,20us達到50%ipp。

這個根據需要通過的emc等級去評估

浪湧波形

tvs和被保護電路是併聯關係;

tvs需要靠近保護介面;

tvs需要良好接地,tvs的地pad多打地孔;

根據電路的傳輸速率選擇合適的極間電容;

tvs的vrwm和功率需要選擇合適的引數;

交流電路選擇雙向tvs,直流電路選擇單向tvs,多路保護選擇tvs陣列。(單向的低容值比雙向的難做一些)

參考文件:

1.tvs選型設計指導

2.tvs引數、選型、使用注意事項

tvs管引數數解讀 TVS引數 選型 使用注意事項

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