一、首先了解tvs管的引數,我們以littelfuse的5.0smdj系列為例。
圖2最大峰值脈衝功率 maximum peak pulse power
pppm峰值脈衝功率為esd器件上瞬間通過的最大功率值,由最大鉗位電壓vc和此時脈衝峰值電流ipp決定的。
由上圖可以看到5.0smdj系列的最大脈衝峰值功率為5000w。還可以看出該系列下的每個型號的vc*ipp基本為5000w。且vc越大承受,ipp越小。
最大脈衝峰值電流ipp
tvs可以承受的最大脈衝峰值電流。5.0smdj13a最大脈衝電流為233a。
最大鉗位電壓vc(殘壓)
當持續時間為 20ms 的脈衝峰值電流 ipp流過 tvs 時,在其兩端出現的最大峰值電壓為 vc。也稱最大防護電壓。
5.0smdj系列不同型號的vc不一樣,5.0smdj13a的最大防護電壓為21.5v。
最大反向漏電流ir
tvs最大反向漏電流,可以看出5.0smdj13a最大反向漏電流為500ua
最大反向工作電壓vrwm或vr。
當最大反向漏電流ir流過tvs時,tvs兩端電壓為最大反向工作電壓。5.0smdj13a最大反向工作電壓為13v。
測試電流it
測試電流it決定了tvs的反向擊穿電壓vbr。
反向擊穿電壓vbr
tvs管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,即從此點開始器件進入雪崩擊穿。
結電容cj
在防護高速訊號的時候,需要考慮結電容的影響。
二、tvs管選型及應用
1、tvs是用來防護浪湧電流的,如果知道要防護的最大電流ipp最好。首先確定tvs的ipp。
2、再其次確定待防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。
3、根據2中已知工作電壓,選擇tvs的vrwm,要求vrwm要大於工作電壓,否則工作電壓大於vrwm會導致tvs反向漏電流增大,接近導通,或者雪崩擊穿,影響正常電路工作。
4、所選tvs的最大箝位電壓vc不能大於被防護電路可以承受的最大電壓。否則,當tvs鉗在vc時會對電路造成損壞。
5、其中2-4步可以先於1,如果不知ipp,可以根據訊號的功率確定ipp。
6、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。
這個時候需要參考tvs的正嚮導通峰值電流,ifsm。5.0smdj系列的最大正嚮導通電流為300a。
三、浪湧波形10/1000us和8/20us。
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。
10/1000us為持續時間1000us,上公升沿時間為10us。
8/20us為持續時間20us,上公升沿時間為8us。
由圖2可以看出該tvs的最大功率為5000w,是在浪湧10/1000us的波形能量下測試的。ipp是基於10/1000波形能量下得到的結果。
當浪湧波形為8/20us時,相對應的引數將會變大。
TVS原理及選型
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