tvs瞬態(tài)干擾抑制器性能與應(yīng)用

1、TVSTVS瞬態(tài)干擾抑制器性能與應(yīng)用瞬態(tài)干擾抑制器性能與應(yīng)用2004213摘要：本文闡述了電子設(shè)備瞬態(tài)干擾產(chǎn)生的機(jī)理，介紹了TVS瞬態(tài)干擾抑制器件的工作原理、特性參數(shù)及在電子設(shè)備中的設(shè)計(jì)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：瞬態(tài)干擾；TVS；設(shè)計(jì)應(yīng)用瞬態(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

2、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

3、極管)兩種，它們的主要參數(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、IO總線及數(shù)據(jù)總線的保護(hù)。TVS的特性TVS的電路符號(hào)和普通的穩(wěn)壓管相同。其電壓

4、電流特性曲線如圖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VBR，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抑制可能出現(xiàn)的浪涌脈

5、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，將其兩極間的阻抗由高變低，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電位箝位于預(yù)定值，有效地保護(hù)電子設(shè)備中的元器件免受浪涌脈沖的損害。TVS具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓圖2TVS電壓(電流)時(shí)間特性最大箝位電壓VC和最大峰值脈沖電流IPP。當(dāng)持續(xù)時(shí)間為20mS的脈沖峰值電流IPP流過TVS時(shí)，在其兩端出現(xiàn)的最大峰值電壓為VC。VC、I

6、PP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC與VBR之比稱為箝位因子，一般在1.2~1.4之間。電容量C。電容量C是由TVS雪崩結(jié)截面決定的，是在特定的1MHz頻率下測(cè)得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比，C太大將使信號(hào)衰減。因此，C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù)。最大峰值脈沖功耗PM。PM是TVS能承受的最大峰值脈沖功率耗散值。在給定的最大箝位電壓下，功耗PM越大，其浪涌電流的承受能力越大；在給定的功耗PM下，箝位電壓VC越低，其浪

7、涌電流的承受能力越大。另外，峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。而且，TVS所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復(fù)的，器件規(guī)定的脈沖重復(fù)頻率(持續(xù)時(shí)間與間歇時(shí)間之比)為0.01％。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)性脈沖，應(yīng)考慮脈沖功率的累積，有可能損壞TVS。箝位時(shí)間TC。TC是從零到最小擊穿電壓VBR的時(shí)間。對(duì)單極性TVS小于11012s；對(duì)雙極性TVS小于101012s。TVS的分類TVS器件按極性可分為單極性和雙極性兩種；按用途可分為通用型和