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                            TVS管原理和特性
                            浏览?#38382;?span style="color:#FF0000">327 次  发布时间:2017-04-08  

                            瞬态二极管【TVS|Transient Voltage Suppressor】

                            是一种二极管?#38382;劍?#40784;纳二极管的进化)的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击?#20445;?#23427;能以极快的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收电源和信号线?#31995;?#28010;?#25239;?#29575;,使两极间的电压箝位于一个预定值。

                            双向TVS和单向TVS

                            单向TVS和就特性而言和齐纳管较类似,只能吸收正向的浪涌电压脉冲,一般只用于直流电路(且没有反接和?#21512;?#33033;冲)。

                            双向TVS可在正反两个方向吸收浪涌电压脉冲,实现了对电压的钳制,双向TVS用途较广(直流,交流均可用)。

                            看下图对比更清晰一些:


                            TVS管特点:

                            优点?#21512;?#24212;时间快、瞬态功率大、漏电流低、箝位电压较易控制、无损?#23548;?#38480;、体积小等优点。
                            缺点:击穿电压?#31995;停?#20215;格较贵。
                            与MOV的对比结果:


                            TVS管?#38382;?/strong>

                            1) 击穿电压【V(BR)】
                            TVS在发生击穿的区域内,在规定的试验电流I(BR)下,测得器件两端的电压称为击穿电压。
                            2) 最大反向脉冲峰值电流【I.PP】
                            在击穿时【规定的脉冲条件下】器件?#24066;?#36890;过的最大脉冲峰值电流。

                            我们要注意这个?#38382;?#22240;为瞬态脉冲功率的最大值=IPP×最大箝位电压VC(MAX)。要保证TVS能够正常工作,需要确认额定瞬态脉冲功率PPR大于最大瞬态浪?#25239;?#29575;。

                            ?#23548;?#19978;峰值电流的试验波形采用标准波(指数波形),由TR/TP决定。
                            峰值电流上升时间TR:电流从0.1IPP开始达到0.9IPP的时间。
                            半峰值电流时间TP:电流从零开始通过最大峰值后,下降到0.5IPP值的时间。

                            3) 最大反向工作电压【VRWM】

                            TVS保护电路过程中,在规定的反向电流下,TVS两端的电压值称为最大反向工作电压VRWM。
                            一般VRWM=(0.8~0.9)V(BR)。在这个电压下,器件的功率消耗很小。我们一般设计的时候要选择VRWM大于16V的器件。
                            4)最大箝位电压【VC(max)】
                            在脉冲峰值电流Ipp 作用下器件两端的最大电压值称为最大箝位电压。使用?#20445;?#24212;使VC(max )不高于被保护器件的最大?#24066;?#23433;全电压。最大箝位电压与击穿电压之比称为箝位系数。
                            5、 反向脉冲峰值功率PPR
                            TVS的PPR取决于脉冲峰值电流IPP和最大箝位电压VC(max),除此以外,还和脉冲波形、脉冲时间及环境温度有关。
                            当脉冲时间Tp?#27426;ㄊ保琍PR=K1×K2×VC(max)×Ipp,式中K1为功率系数,K2为功率的温度系数。
                            典型的脉冲?#20013;?#26102;间Tp为1MS,当施加到瞬态电压抑制二极管?#31995;?#33033;冲时间tp 比标准脉冲时间短?#20445;?#20854;脉冲峰值功?#24335;?#38543;tp 的缩短而增加。

                            TVS的反向脉冲峰值功率PPR与经受浪涌的脉冲波形有关,用功率系数K1表示:E=∫i(t)?V(t)dt,式中:i(t)为脉冲电流波形,V(t) 为箝位电压波形。

                            这 个额定能量值在极短的时间内对TVS是不可重复施加的。但是,在?#23548;?#30340;应用中,浪涌通常是重复地出现,在这种情况下,即使单个的脉冲能量比TVS器件可承 受的脉冲能量要小得多,但若重复施加,这些单个的脉冲能量积累起来,在某些情况下,?#19981;?#36229;过TVS器件可承受的脉冲能量。因此,电路设计必须在这点上认真 考虑和选用TVS器件,使其在规定的间隔时间内,重复施加脉冲能量的累积不至超过TVS器件的脉冲能量额定值。

                            6、 电容CPP
                            TVS的电容由硅片的面积和偏置电压来决定,电容在零偏情况下,随偏置电压的增加,该电容值呈下降趋势。电容的大小会影响TVS器件的响应时间。

                            7、 漏电流IR

                            当最大反向工作电压施加到TVS上?#20445;琓VS管有一个漏电流Ir,在汽车电子中,这个?#38382;?#24433;响到静态电流。

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