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瞬态抑制二极管#xff08;Transient Voltage Suppressor Diode#xff09;简称TVS#xff0c;是一种二极管形式的高效能保护器件。
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瞬态抑制二极管Transient Voltage Suppressor Diode简称TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。
此器件常见于电路初级防护部分来应对过压等情形注意TVS与钳位二极管是不一样的请注意区分。
钳位二极管
标准二极管和齐纳二极管也可以用于过压/瞬态保护但是它们不如瞬态电压抑制器二极管坚固因为标准二极管和齐纳二极管专为整流和电压调节而设计。
电路中的瞬态
瞬态可能是由电路中的内部或外部连接引起的。例如由于感性负载开关或开关和连接器中的接触不良可能会在内部产生瞬变。在外部它可能由于雷击或感应开关而产生。
TVS Diode符号
单向TVS
双向TVS TVS Diode特性 双向二极管在正向和负向具有相同的特性曲线因此将它们连接到电路的方式无关紧要。与负方向相比单向二极管的正方向开启电压更高。
TVS Diode原理
当感应电压超过雪崩击穿电位时该器件通过分流过量电流来工作。它是一种钳位设备可抑制高于其击穿电压的所有过电压。
当过电压消失时它会自动复位但内部吸收的瞬态能量要比类似额定的钳位/保护设备大得多。
TVS器件介绍
1、封装-Package 因为TVS需要泄放较大的能量因此物理尺寸需要大一些 常见封装DO-214、DO-218、DO-15等。 2、峰值脉冲功耗-Peak Pulse Power Dissipation 这个表示可以泄放最大的能量注意测试条件为with a 10/1000µs waveform就是说这个指标是行业内的一种特定测试手法并不是随意加上直流测试的这个请注意。
3、峰值脉冲电流-Peak Pulse Curren 这个表示可以通过最大的脉冲电流如果超过这个电流TVS很有可能会损坏。
4、峰值正向浪涌电路-Peak Forward Surge Current 指的是最大的正向浪涌电流大小。但是请注意测试条件 8.3ms Single Half Sine Wave 就是说并不是一个直流电而是需要注意这个时间很短的一个波形。
5、寄生电容-Parasitic capacitance 寄生电容这个参数会影响TVS的实际应用场景如果是数据线则会导致数据信号发生变化如果寄生电容太大的话。
6、寄生电感-Parasitic inductance 寄生电感会阻碍高频信号的变化因此如果出现高频过流/过压脉冲而TVS的寄生电感太大将会显著影响器件的防护效果。
7、漏电流-Leakage current 任何的物质在两端加上电压的话都会出现漏电流漏电流如果过大的话会显著影响器件寿命以及增大产品的待机功耗。
8、击穿电压-Breakdown Voltage VBR这个电压表示的就是当TVS两端电压达到这个电压时TVS就会开始工作将电压钳位到这个电压进而保护后端设备但是请注意这种是瞬态的过压如果持续过压则TVS可能会损坏。
9、工作电压-Reverse Stand-Off Voltage VRWM这个参数表示器件正常工作时应该加在TVS两端的电压在这个电压下器件不会进行保护动作。仅仅有少许的漏电流流过。
实际应用
应用1 应用2 应用3
如上电路在过压时的波形单向注意黑色的表示经过TVS之后的后级电路的电压灰色的表示在TVS之前的过压的状况。
单向与双向比较
压敏电阻与TVS Diode
压敏电阻与TVS的差异在于以下几点 1、两个都是具有保护功能的器件 2、TVS的反应速度更快 3、TVS的保护浪涌电流更大 3、TVS的寄生电容更小一些 4、压敏电阻的封装更小 5、TVS比压敏电阻相比价格很贵。
关于压敏电阻的介绍可以查看我之前的博文
保/防护器件系列之压敏电阻
Reference
【1】https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/application_notes/littelfuse_tvs_diode_overview_application_note.pdf.pdf
【2】https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/electronic-components/resources/technical/eaton-transient-voltage-suppression-diode-application-note.pdf
【3】https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8230-D.PDF
