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TVS管的作用选型指南及在电路中的应用

         将TVS二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲,如静电放电效应、交流电源的浪涌电流及开关电源的噪音所导致的失灵; 静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲,并能持续10ms;而一般的TTL器件,遇到超过30ms的10V脉冲时,便会导致损坏。利用TVS二极管,可有效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); 将TVS二极管放置在信号线及接地间,能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。


一、选用指南

1、 首先确定被保护电路的最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的额定反向关断电压VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压,若选用的VWM太低,器件有可能进入雪崩状态或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。

3、 TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。

4、 TVS的最大峰值脉冲功率PW必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。

5、 在确定了TVS的最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。

6、 对于数据接口电路的保护,必须注意选取尽可能小的电容值C的TVS器件。

7、 带A的TVS二极管比不带A的TVS二极管 的离散性要好,在TVS二极管A前面加C的型号表示双向TVS二极管。

8、 直流保护一般选用单向TVS二极管,交流保护一般选用双向TVS二极管,多路保护选用TVS阵列器件,大功率保护选用TVS专用保护模块。特殊情况,如:RS-485和RS-232保护可选用双向TVS二极管或TVS阵列。

9、 TVS二极管可以在-55℃到+150℃之间工作,如果需要TVS在一个变化的温度下工作,由于其反向漏电流ID是随温度的增加而增大;功耗随TVS结温度增加而下降,故在选用TVS时应考虑温度变化对其特性的影响。

10、TVS二极管可以串/并应用,串行连接分电压,并行连接分电流。但考虑到TVS的离散性,使用时应尽可能的减少串/并数量。

11、单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲,其实并非如此。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路只有正向电平信号,那麽单向TVS就足够了。TVS操作方式如下:正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态;反向浪涌时,TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。在低电容电路里情况就不是这样了。应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。

二、注解

1、VWM—是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加于TVS两极时,它处于反向关断状态,流过它的电流小于或等于其最大反向漏电流ID。

2、VBR—是TVS最小的雪崩电压。25℃时,在这个电压之前,保护TVS是不导通的。当TVS 流过规定的1mA电流IR时,加于TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。

3、IT—–测试电流。

4、ID—–反向漏电流。

5、VC—当持续时间为20us的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,其两极间出现的最大峰值电压为VC。它是串联电阻和热温升两者电压上升的组合。

6、IPP—最大的峰值脉冲电流。

7、C—-电容值(pF)。在收/发的总线接口电路里,选取电容值小的TVS器件尤为有利。

 

在电路中的应用电路图,和稳压二极管一样接:

TVS应用电路图

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