供应瞬态抑制二*管

瞬态抑制二*管

 

 

瞬态抑制二*管(TVS)又叫箝位型二*管，是目前国际上普遍使用的一种*能电路保护器件，它的外型与普通二*管相同，但却能吸收*数千瓦的浪涌功率。

       它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个*量的大脉冲时，其工作阻*立即降*低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压箝制在预定水平，其响应时间*为10-12毫秒，因此可*地保护电子线路中的精密元器件。

             TVS允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。

             双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。可用于*雷击、*过电压、*干扰、吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件。

 

       TVS器件的电特性

 

            １) 单向TVS的V-I特性 

 

 

                           

 

 

如图1所示，单向TVS的正向特性与普通稳压二*管相同，反向击穿拐点近似“直角”为硬击穿，为典型的PN结雪崩器件。

 

           从击穿点到VC值所对应的曲线段表明，当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上。 

 

 

       　2) 双向TVS的V-I特性 

 

 

 

                  如图2所示，双向TVS的V-I特性曲线如同两只单向TVS“背靠背”组合，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，一旦加在它两端的干扰电压*过箝位电压VC就会立刻被抑制掉，双向TVS在交流回路应用十分方便。

 

       TVS器件的主要电参数

1) 击穿电压V(BR)

            器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二*管成为低阻*的通路。

 

       2) *大反向脉冲峰值电流IPP

 

              在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的*大脉冲峰值电流。

              IPP与*大箝位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的*大值。

 

          使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的*大瞬态浪涌功率。

 

 

 

图3表明，当瞬时脉冲峰值电流出现时，TVS被击穿，并由击穿电压值上升至*大箝位电压值，随着脉冲电流呈指数下降，箝位电压亦下降，恢复到原来状态。因此，TVS能抑制可能出现的脉冲功率的冲击，从而*地保护电子线路。TVS峰值电流的试验波形采用标准波(指数波形)，由TR/TP决定。峰值电流上升时间TR:电流从0.1IPP开始*0.9IPP的时间。 

 

 

 

 

    半峰值电流时间TP：电流从*开始通过*大峰值后，下降到0.5IPP值的时间。其波形如图4所示。

 

 

       3) *大反向工作电压VRWM（或变位电压）

器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值称为*大反向工作电压VRWM。

通常VRWM=（0.8～0.9）V(BR)。在这个电压下，器件的功率消耗很小。使用时，应使VRWM不低于被保护器件或线路的正常工作电压。 

4) *大箝位电压VC(max )

 

在脉冲峰值电流Ipp 作用下器件两端的*大电压值称为*大箝位电压。使用时，应使VC(max)不高于被保护器件的*大允许*电压。

　*大箝位电压与击穿电压之比称为箝为系数。即： 箝位系数=VC(max )/V(BR)，一般箝位系数为1.2左右。

 

5) 反向脉冲峰值功率PPR

TVS的PPR取决于脉冲峰值电流IPP和*大箝位电压VC(max)，除此以外，还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。

　当脉冲时间Tp *时，PPR=K1K2VC(max )Ipp，式中K1为功率系数，K2为功率的温度系数。

　典型的脉冲持续时间tp 为1ms，当施加到瞬态电压抑制二*管上的脉冲时间tp比标准脉冲时间短时，其脉冲峰值功率将随tp的缩短而增加。  　　

 

图5给出了PPR 与tp的关系曲线。TVS的反向脉冲峰值功率PPR与经受浪涌的脉冲波形有关，用功率系数K1表示，各种浪涌波形的K1值如表1所示。

 

 

       E=∫i(t)V(t)dt，式中：i(t)为脉冲电流波形，V(t)为箝位电压波形。

 

　　这个额定能量值在*短的时间内对TVS是不可重复施加的。

 

　  但是，在实际的应用中，浪涌通常是重复地出现，在这种情况下，即使单个的脉冲能量比TVS器件可承受的脉冲能量要小得多，但若重复施加，这些单个的脉冲能量积累起来，在某些情况下，也会*过TVS器件可承受的脉冲能量。

        因此，电路设计*须在这点上认真考虑和选用TVS器件，使其在规定的间隔时间内，重复施加脉冲能量的累积不至*过TVS器件的脉冲能量额定值。 　　

 

　　6) 电容CPP 　　　

         TVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定。

　　电容在*偏情况下，随偏置电压的增加，该电容值呈下降趋势。

　　电容的大小会影响TVS器件的响应时间。 

 

         　7) 漏电流IR

 

　　当*大反向工作电压施加到TVS上时，TVS管有一个漏电流IR，当TVS用于高阻*电路时，这个漏电流是一个重要的参数。 

 

       TVS二*管的分类

 

　　TVS器件可以按*性分为单*性和双*性两种。

按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和*电路适用的*型器件。如：各种交流电压保护器、4~200mA电流*器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。

 

 

 

 

若按封装及内部结构可分为：轴向引线二*管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。 

TVS二*管的应用

目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、U*、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。

 TVS二*管的特点

 

　　1) 将TVS二*管加在信号及电源线上，能*微处理器或单片机因*的肪冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。

 

　　2) 静电放电效应能释放*过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到*过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。

　　利用TVS二*管，可*吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰(Crosstalk)。

 

　　3) 将TVS二*管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不*要的噪音影响。

 

 

 

TVS的选用技巧 

         　1) 确定被保护电路的*大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。

 

　　2) TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的*大工作电压。

　　若选用的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。

　　串行连接分电压，并行连接分电流。

 

　　3) TVS的*大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。

 

　  4) 在规定的脉冲持续时间内，TVS的*大峰值脉冲功耗PM*须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了*大箝位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。

 

　　5) 对于数据接口电路的保护，还*须注意选取具有合适电容C的TVS器件。

 

　　6) 根据用途选用TVS的*性及封装结构。

　　交流电路选用双*性TVS较为合理；

　　多线保护选用TVS阵列更为有利。

 

　　7) 温度考虑。

　　瞬态电压抑制器可以在－55℃～+150℃之间工作。

　　TVS反向漏电流ID是随温度增加而*；

　　功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃～+175℃，大约线性下降50％；

　　击穿电压VBR随温度的增加按*的系数增加。

 

 

 

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