TVS(TransientVoltageSuppressor)是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),它能以10的負(fù)12次方秒量級(jí)的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值,有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。
下面介紹選型時(shí)需要注意的一些參數(shù):
①Vc----Clampingvoltage@Ipp(最大鉗位電壓)
Vc鉗位電壓指在特定的Ipp電流時(shí),脈沖電壓通過(guò)ESD保護(hù)器件后所被鉗位的電壓。
例如:PESD5V0L2BT在Ipp為1A時(shí)Vc為10V,那么如果1000V的瞬間干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)PESD5V0L2BT,線上電壓將被箝位在10V左右。
①VRWM----WorkingPeakReverseVoltage(最大反向工作電壓)
Ir----MaximumReverseLeakageCurrent@VRWM(最大反向漏電流)
Vrwm表示在規(guī)定的Ir下,TVS器件兩端的電壓值成為最大反向工作電壓。通常Vrwm=(0.8~0.9)Vbr。在這個(gè)電壓下,器件的功耗消耗很小。使用時(shí),應(yīng)使Vrwm不低于被保護(hù)器件或線路的正常工作電壓。
一般Vrwm會(huì)低于85%Vc而高于正常工作電壓,以便TVS接入電路而不影響正常電路工作。
③VBR----BreakdownVoltage@IT(反向擊穿電壓)
TVS管通過(guò)規(guī)定的測(cè)試電流It時(shí)的電壓,這是表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓,即從此點(diǎn)開(kāi)始器件進(jìn)入雪崩擊穿。
④Ppp----MaximumPeakPulsePower(最大峰值脈沖功率)
PPP峰值脈沖功率為ESD器件上瞬間通過(guò)的最大功率值。
如圖所示,NUP2105的峰值功率為,是指8/20us脈沖波(8us達(dá)到100%Ipp,20us達(dá)到50%Ipp),保護(hù)器件能夠承受的最大功率為350w。
⑤Cj----JunctionCapacitance(結(jié)電容)
主要是指TVS連接GND和I/O時(shí),具有的電容值。Cd為ESD/TVS器件的引腳寄生電容,通信速率越高,線路上使用的ESD保護(hù)器件的結(jié)電容要越低,否則將破壞數(shù)據(jù)信號(hào)。如圖所示,PRTR5V0U2X的Cd遠(yuǎn)低于1pf,非常適合用于USB2.0等高速通信場(chǎng)合。還有部分作為高速IO上保護(hù)的TVS,還會(huì)給出insertloss@Freq。以便確認(rèn)是否能作為保護(hù)器件。
⑥單向保護(hù)和雙向保護(hù)如圖所示,單向保護(hù)器件僅能對(duì)正脈沖或者負(fù)脈沖進(jìn)行防護(hù),而雙向保護(hù)器件一端接要保護(hù)的線路,一端接地,無(wú)論來(lái)自反向還是來(lái)自正向的ESD脈沖均被釋放,更有效地保護(hù)了IC。
有了這些主要的參數(shù),基本上就能知道如何選擇一個(gè)適合自己電路的TVS了。Vc、Ipp反映了TVS器件的浪涌抑制能力。當(dāng)TVS承受額定的瞬時(shí)峰值脈沖電流Ipp時(shí),可能在器件上的瞬時(shí)最大電壓值即最大箝位電壓為Vc。此時(shí),如果脈沖時(shí)間為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值,則TVS的最大峰值脈沖功率為:PM=Vc*Ipp。因此在選用TVS前,最好對(duì)線路中產(chǎn)生的脈沖類型有大致的了解,是單脈沖,還是復(fù)脈沖,脈沖的上升時(shí)間,脈寬,峰值等,以便確定Vc,Ipp,PM。
一般確定VRWM應(yīng)等于或略高于電路的正常工作電壓,確保TVS的接入不會(huì)影響到正常的工作。在交流線路,則需要根據(jù)正常工作電壓的squar(2)(即1.414)倍,也就是峰值來(lái)確定。
VBR不能小于電路的最大允許工作電壓。否則TVS進(jìn)入雪崩,漏電流增大,影響電路工作。
如果作為IO腳保護(hù),需要認(rèn)真研究Cj和insertloss,會(huì)改變信號(hào)的相位和強(qiáng)度,可能造成工作不穩(wěn)定。
另外,還有雙向的TVS管,雙向的參數(shù)同樣適用。
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