TVS和其它二極管有何區別?你知道TVS的選用技巧嗎?


TVS,也就是瞬態二極管。對於TVS,電子領域的工程師都是十分熟悉的。在成為工程師的道路上,TVS是不得不接觸的二極管。為增進大家對TVS的認識,本文將對TVS和其它二極管的區別以及TVS的選用技巧予以介紹。如果你對TVS具有興趣,不妨繼續往下閱讀哦。

一、TVS和其它二極管的區別

瞬態二極管(Transient Voltage Suppressor)簡稱TVS,是一種二極管形式的高效能保護器件。

電壓及電流的瞬態干擾是造成電子電路及設備損壞的主要原因,常給人們帶來無法估量的損失。這些干擾通常來自於電力設備的起停操作、交流電網的不穩定、雷擊干擾及靜電放電等,瞬態干擾幾乎無處不在、無時不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護器件TVS的出現使瞬態干擾得到了有效抑制,TVS(Transient Voltage Suppressor) 或稱瞬態抑制二極管,是在穩壓管工藝基礎上發展起來的一種新產品,其電路符號和普通穩壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時,它能以極高的速度(最高達1/(10^12)秒)使其阻抗驟然降低,同時吸收一個大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上,從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。如果是使用的話,TVS有二極管類,和壓敏電阻類。我個人認為壓敏電阻類更有優勢,廣泛用於手機,LCD模組,及一些比較精密的手持設備。特別是出口歐洲的產品一般都要加,來作為靜電防護的主要手段之一。

TVS和齊納穩壓管都能用作穩壓,但是齊納擊穿電流更小,大於10V的穩壓只有1mA,相對來說要比齊納二極管擊穿電流要大不少,但是齊納二極管穩壓精度可以做的比較高。

在電路中一般工作於反向截止狀態,此時它不影響電路的任何功能。TVS在規定的反向應用條件下,當電路中由於雷電、各種電器干擾出現大幅度的瞬態干擾電壓或脈沖電流時,它在極短的時間內(最高可達到1×10-12秒)迅速轉入反向導通狀態,並將電路的電壓箝位在所要求的安全數值上,從而有效的保護電子線路中精密元器件免受損壞。干擾脈沖過去后,TVS又轉入反向截止狀態。由於在反向導通時,其箝位電壓低於電路中其它器件的最高耐壓,因此起到了對其它元器件的保護作用。TVS能承受的瞬時脈沖功率可達上千瓦,其箝位時間<1ns[1]。TVS根據極性可分為單向和雙向TVS。單向TVS一般適用於直流電路,雙向TVS一般適用於交流電路中。由於TVS起保護作用時動作迅速、壽命長、使用方便,因此在瞬變電壓防護領域有着非常廣泛的應用。

二、TVS的選用技巧

(1)確定被保護電路的最大直流或持續工作電壓、電路的額定標准電壓和“高端”容差。

(2) TVS 額定反向關斷 VWM 應大於或等於被保護電路的最大工作電壓。如果選擇的 VWM 過低,器件可能會進入雪崩或電路的正常工作可能會受到過大的反向漏電流的影響。串聯分壓,並聯分流。

(3) TVS的最大鉗位電壓VC應小於被保護電路的損壞電壓。

(4) 在規定的脈沖持續時間內,TVS 的最大峰值脈沖功率消耗PM 必須大於被保護電路中可能出現的峰值脈沖功率。確定最大鉗位電壓后,其峰值脈沖電流應大於瞬態浪涌電流。

(5)為了保護數據接口電路,還必須注意選擇電容C合適的TVS器件。

(6) 根據應用選擇TVS的極性和封裝結構。交流電路采用雙極TVS更合理;使用 TVS 陣列進行多線保護更為有利。

(7) 溫度考慮。瞬態電壓抑制器可在-55℃~+150℃之間工作。如果TVS需要在變化的溫度下工作,因為它的反向漏電流ID隨着增加而增加;功耗隨着 TVS 結溫的升高而降低,從 +25°C 到 +175°C,大約線性降低 50%。隨着溫度的升高,通過電壓VBR以一定的系數增加。因此,需要查閱相關產品資料,考慮溫度變化對其特性的影響。處理瞬態脈沖對元件的損壞的最好方法是將瞬態電流從感性元件分流。 TVS二極管與電路板上的被保護電路並聯。當瞬時電壓超過電路正常工作電壓時,TVS二極管產生雪崩,為瞬時電流提供超低電阻通路。結果,瞬時電流通過二極管汲取。避開被保護元件,將被保護電路保持在截止電壓,直到電壓恢復到正常值。當瞬時脈沖結束時,TVS二極管自動回到高阻狀態,整個電路進入正常電壓。很多元件在受到多次沖擊后,其參數和性能都會下降,只要在有限的范圍內工作,二極管就不會損壞或退化。

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