瞬态电压抑制二极管的参数选择问题! 50
2020-05-14 · 东沃电子,专业的被动保护器件供应厂商
关于TVS二极管参数,之前就科普过这类的文章。TVS二极管参数,是TVS选型之前必须掌握的一个知识点。
1)VRWM 截止电压,IR 漏电流
VRWM:截止电压, TVS的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS 劣化或损坏的最大的直流电压或交流峰值电压。
在VRWM 下,TVS 认为是不工作的,即是不导通的。
IR:漏电流,也称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下,流过TVS 的最大电流。TVS 的漏电流一般是在截止电压下测量,对于某一型号TVS,IR 应在规定值范围内。
2)VBR 击穿电压
VBR:击穿电压,指在V-I 特性曲线上,在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得TVS 两端的电压。对于低压TVS,由于漏电流较大,所以测试电流选取的IT较大。
3)IPP 峰值脉冲电流 ,VC 钳位电压
IPP:峰值脉冲电流,给定脉冲电流波形的峰值。TVS 一般选用10/1000μs 电流波形。
VC:钳位电压,施加规定波形的峰值脉冲电流IPP 时,TVS 两端测得的峰值电压。
IPP 及VC 是衡量TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数,这两个参数是相互联系的。对于TVS 在防雷保护电路中的钳位特性,可以参考VC这个参数。对于相同型号TVS,在相同IPP下的VC 越小,说明TVS 的钳位特性越好。TVS 的耐脉冲电流冲击能力可以参考IPP,同型号的TVS,IPP越大,耐脉冲电流冲击能力越强。
4)结电容
TVS二极管的结电容一般在几十皮法至几十纳法。对于同一功率等级的TVS,其电压越低,电容值越大。在一些通信线路中,尤其要关注TVS的结电容。
5)封装形式
TVS二极管的功率从封装形式上也可以体现,封装体积越小,其功率一般也越小,因为TVS管的芯片面积直接决定了TVS 的功率等级。电路工程师可根据电路设计及测试要求选择合适封装的TVS器件。目前,业内提供的TVS二极管封装形式有:SOD-123、SMA /DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO-214AB、DO-218A、DO-41、DO-15、DO-201、R/P-600等。
VBR是TVS最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说,VWM=0.85VBR;对于10%的VBR来说,VWM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准,瞬变抑制二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的便携设备应用,设计者可以按需要挑选器件。
2.最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM
VWM这是二极体在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极体会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3.最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP
当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为钳位因数,一般在1.2~1.4之间。VC是二极体在截止状态提供的电压,也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则器件面临被损伤的危险。
4.Pppm额定脉冲功率,这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流
对于手持设备,一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在给定的最大钳位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗PM下,钳位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且,TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。
5.电容量C
电容量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使信号衰减。因此,C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越高的回路,二极体的电容对电路的干扰越大,形成杂讯或衰减信号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS,电容不大于3pF),而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pF。
注:TVS二极管的选型最大钳位电压VC要小于电路允许的最大安全电压。截止电压VRWM大于电路的最大工作电压,一般可以选择VRWM等于或者略大于电路的最大工作电压。
额定的最大脉冲功率(TVS参数中给出)PM要大于最大瞬态浪涌功率。
参考资料来源于:MDD辰达行电子
VBR是击穿电压,都有一个范围值,对于你所说的型号击穿电压的典型值应该在8.2V左右,所以8V可能没有动作,现在假设这个TVS管的击穿电压就是7.78V,输入8V电压后,管子动作,但是箝位电压肯定不会超过8V,这时的工作状态类似于稳压管
Vc是箝位电压,一般规格书都是给的最大值,MAXIMUM CLAMPING VOLTAGE,这个12V就是最大值,并不是说固定在12V,只要瞬态高压的功率在TVS的可承受范围之内,都会把电压拉低到12V以内
TVS和稳压管的最大不同就是可以承受较大的浪涌冲击,但是不能长时间处于动作状态,你所说的情况正好处于TVS的临界状态,这显然不是TVS所擅长的,如果较长时间处于这个状态,TVS会损坏,希望对你有帮助
感谢赐教!就是说TVS主要作用就是抑制浪涌,不能起长期稳压作用是吧?
我现在想选一个稳压二极管,把45V的电压稳压在35V或以下,有推荐的不,谢谢!
客气了,你电路的正常工作电压是多少,还有一个疑问是你的电路会持续出现高于可承受电压10V以上的电压吗