TVS-二极管瞬态抑制
二极管瞬态抑制(Transient Voltage Suppressor Diode)简称TVS,是二极管形式的高效保护装置。
该装置常见于电路初级保护部分,以应对过压等情况。TVS与钳位二极管不同,请注意区分。
钳位二极管
标准二极管和齐纳二极管也可用于过压/瞬态保护,但由于标准二极管和齐纳二极管是专门为整流和电压调节而设计的,因此不如瞬态电压抑制器二极管强。
电路中的瞬态
瞬态可能是由电路内部或外部连接引起的。例如,由于感性负载开关或开关与连接器之间的接触不良,可能会在内部产生瞬态。在外部,它可能是由雷击或感应开关引起的。
TVS Diode符号
单向TVS;
双向TVS; 双向二极管具有相同的正负特性曲线,因此连接到电路的方式无关紧要。单向二极管的正开启电压高于负开启电压。
TVS Diode原理
当感应电压超过雪崩击穿电位时,设备通过分流过量电流工作。它是一种能抑制高于其击穿电压的所有过电压的钳位设备。
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需要释放更大的能量,所以物理尺寸需要更大; 常见封装:DO-214、DO-218、DO-15等。 2.峰值脉冲功耗-Peak Pulse Power Dissipation 注意测试条件如下:with a 10/1000μs waveform,也就是说,该指标是行业内的一种特定测试技术,不是随意添加直流测试,请注意。
3.峰值脉冲电流-Peak Pulse Curren 如果超过这个电流,这意味着可以通过最大脉冲电流,TVS很有可能损坏。
4.峰值正向浪涌电路-Peak Forward Surge Current 指正向浪涌电流最大的大小。但请注意测试条件: 8.3ms Single Half Sine Wave ,也就是说,它不是一个直流电,而是一个短时间的波形。
5、寄生电容-Parasitic capacitance 寄生电容的参数会影响TVS实际应用场景,如果是数据线,如果寄生电容过大,会导致数据信号发生变化。
6、寄生电感-Parasitic inductance 寄生电感会阻碍高频信号的变化,生电感会阻碍高频信号的变化TVS寄生电感过大,会显著影响设备的保护效果。
7、漏电流-Leakage current 如果两端有任何物质加电压,都会有漏电流。如果漏电流过大,会显著影响设备的使用寿命,增加产品的待机功耗。
8、击穿电压-Breakdown Voltage VBR,当这个电压表示时TVS当两端电压达到此电压时,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可能损坏。
9、工作电压-Reverse Stand-Off Voltage VRWM,该参数表示设备正常工作时应添加TVS在这种电压下,设备不会保护两端的电压。只有少量漏电流流过。
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后电路的电压为灰色TVS以前的过压状态。
单向和双向比较:
压敏电阻与TVS Diode
压敏电阻与TVS区别在于以下几点: 两者都是具有保护功能的装置; 2、TVS反应速度更快; 3、TVS更大的保护浪涌电流; 3、TVS寄生电容较小; 4.压敏电阻封装较小; 5、TVS价格比压敏电阻贵。
关于压敏电阻的介绍可以查看我之前的博文:
保护/保护装置系列压敏电阻
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