TVS參數(shù)介紹及如何選型

發(fā)表時(shí)間:2020-09-07 13:07作者:Holliot



TVS參數(shù)介紹及如何選型



TVS(Transient Voltage Suppressor)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----Clamping voltage @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PESD5V0L2BT,線上電壓將被箝位在10V 左右。




① VRWM----Working Peak Reverse Voltage (最大反向工作電壓)


Ir----Maximum Reverse Leakage Current @ 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----Breakdown Voltage @ IT (反向擊穿電壓)


TVS 管通過規(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)開始器件進(jìn)入雪崩擊穿。



④Ppp----Maximum Peak Pulse Power (最大峰值脈沖功率)


PPP 峰值脈沖功率為ESD 器件上瞬間通過的最大功率值。


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 ----Junction Capacitance (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insert loss @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,無論來自反向還是來自正向的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insert loss,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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