1_tvs瞬態(tài)干擾抑制器

1、TVS瞬態(tài)干擾抑制器 瞬態(tài)干擾抑制器寫于 2008-09-09 14:06:06§瞬態(tài)干擾 瞬態(tài)干擾瞬態(tài)干擾指交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的浪涌電壓、振鈴電壓、火花放電等瞬間干擾信號(hào)，其特點(diǎn)是作 用時(shí)間極短,但電壓幅度高、瞬態(tài)能量大。瞬態(tài)干擾會(huì)造成控制系統(tǒng)的電源電壓的波動(dòng);當(dāng)瞬 態(tài)電壓疊加在控制系統(tǒng)的輸入電壓上，使輸入控制系統(tǒng)的電壓超過系統(tǒng)內(nèi)部器件的極限電壓 時(shí)，便會(huì)損壞控制系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備，因此必須采用抑制措施。硅瞬變吸收二極管 硅瞬變吸收

2、二極管TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）硅瞬變吸收二極管的工 作有點(diǎn)象普通的穩(wěn)壓管,是箝位型的干擾吸收器件;其應(yīng)用是與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)使用。硅瞬變 電壓吸收二極管具有極快的響應(yīng)時(shí)間（亞納秒級(jí)）和相當(dāng)高的浪涌吸收能力，及極多的電壓檔 次?？捎糜诒Ｗo(hù)設(shè)備或電路免受靜電、電感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓，以及感應(yīng)雷所產(chǎn) 生的過電壓。TVS管有單方向（單個(gè)二極管）和雙方向（兩個(gè)背對(duì)背連接的二極管）兩種，它們 的主要參

3、數(shù)是擊穿電壓、漏電流和電容。使用中TVS管的擊穿電壓要比被保護(hù)電路工作電 壓高10%左右，以防止因線路工作電壓接近TVS擊穿電壓，使TVS漏電流影響電路正常工作; 也避免因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致TVS管擊穿電壓落入線路正常工作電壓的范圍。TVS管有多種 封裝形式，如軸向引線產(chǎn)品可用在電源饋線上;雙列直插的和表面貼裝的適合于在印刷板上 作為邏輯電路、I/O總線及數(shù)據(jù)總線的保護(hù)。TVS的特性 的特性TVS的電路符號(hào)和普通的穩(wěn)壓管相同。其電壓-電流

4、特性曲線如圖1所示。其正向特性與普 通二極管相同，反向特性為典型的PN結(jié)雪崩器件。圖2是TVS的電流-時(shí)間和電壓-時(shí)間曲 線。在浪涌電壓的作用下,TVS兩極間的電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM上升到擊穿電壓V BR,而被擊穿。隨著擊穿電流的出現(xiàn)，流過TVS的電流將達(dá)到峰值脈沖電流IPP,同時(shí)在其兩 端的電壓被箝位到預(yù)定的最大箝位電壓VC以下。其后，隨著脈沖電流按指數(shù)衰減,TVS兩極 間的電壓也不斷下降，最后恢復(fù)到初態(tài),這就是TVS抑制可能出

5、現(xiàn)的浪涌脈沖功率，保護(hù)電子 元器件的過程。當(dāng)TVS兩極受到反向高能量沖擊時(shí)，它能以10~12s級(jí)的速度,將其兩極間的品峰值功率可以達(dá)到400W、500W、600W、1500W和5000W。其中大功 率的產(chǎn)品主要用在電源饋線上，低功率產(chǎn)品主要用在高密度安裝的場(chǎng)合。對(duì)于高密度安裝的 場(chǎng)合還可以選擇雙列直插和表面貼裝的封裝形式。TVS的選用 的選用1.確定待保護(hù)電路的直流電壓或持續(xù)工作電壓。如果是交流電，應(yīng)計(jì)算出最大 值，即用有效值*1.41

6、4。2. TVS的反向變位電壓即工作電壓（VRWM）--選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1 所規(guī)定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計(jì)，如果步驟1 所規(guī)定的電壓高于TVS的VRWM ,TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態(tài)，從而影 響電路的工作。3. 最大峰值脈沖功率：確定電路的干擾脈沖情況,根據(jù)干擾脈沖的波形、脈沖持續(xù)時(shí)間，確定 能夠有效抑制該干擾的TVS峰值脈沖功率。4. 所選TVS的最大箝位電

7、壓（VC）應(yīng)低于被保護(hù)電路所允許的最大承受電壓。5. 單極性還是雙極性-常常會(huì)出現(xiàn)這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪涌脈沖，其實(shí)并非 如此。雙向TVS用于交流電或來自正負(fù)雙向脈沖的場(chǎng)合。TVS有時(shí)也用于減少電容。如果 電路只有正向電平信號(hào)，那么單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時(shí),TVS處 于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時(shí)，TVS類似正向偏置二極管一樣導(dǎo)通并吸收浪涌能量。 在低電容電路里情況就不是這樣了。應(yīng)選用雙向TVS以

8、保護(hù)電路中的低電容器件免受反向 浪涌的損害。6. 如果知道比較準(zhǔn)確的浪涌電流IPP，那么可以利用VC來確定其功率，如果無法確定功率 的概范圍，一般來說，選擇功率大一些比較好。7. 對(duì)于數(shù)據(jù)接口電路的保護(hù)，還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。8. 其他需注意事項(xiàng)---根據(jù)用途選用TVS的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性TVS較為合理;多線保護(hù)選 用TVS陣列更為有利。---溫度考慮瞬態(tài)電壓抑制器可以在一55°C~+15

9、0°C之間工作。如果需要TVS在一個(gè)變化的 溫度下工作，由于其反向漏電流ID是隨溫度增加而增大;功耗隨TVS結(jié)溫增加而下降，從+ 2 5C到+175C,大約線性下降50% ;擊穿電壓VBR隨溫度的增加按一定的系數(shù)增加。因此，必 須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，考慮溫度變化對(duì)其特性的影響。TVS管在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)---對(duì)瞬變電壓的吸收功率（峰值）與瞬變電壓脈沖寬度間的關(guān)系。手冊(cè)給的只是特定脈寬下的 吸收功率（峰值），而實(shí)際線路中的脈