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TVS二極管參數選型分析,超全面的選型指南

發表日期:2021-01-28瀏覽:986

TVS二極管選型的版本有很多,本文重點講解的是從參數這個角度來分析如何選型TVS二極管?

截止電壓VRWM,漏電流IR
 
截止電壓VRWM:TVS二極管的最高工作電壓,可連續施加而不引起TVS二極管劣化或損壞的最大直流電壓或交流峰值電壓。在截止電壓下,TVS二極管是不工作的,即不導通的,所以TVS二極管的截止電壓應大于被保護電路的最高工作電壓。這樣才能保證TVS二極管在電路正常工作下不會影響電路工作。但是TVS 的工作電壓高低也決定了TVS 鉗位電壓的高低,在截止電壓大于線路正常工作電壓的情況下,TVS 工作電壓也不能選取的過高,如果太高,鉗位電壓也會較高,所以在選擇VRWM 時,要綜合考慮被保護電路的工作電壓及后級電路的承受能力。

漏電流IR:也稱待機電流。在規定溫度和最高工作電壓條件下,流過TVS二極管的最大電流。TVS 的漏電流一般是在截止電壓下測量,對于某一型號TVS,漏電流應在規定值范圍內。

截止電壓和漏電流測試回路如圖1所示,對TVS兩端施加電壓值為VRWM,從電流表中讀出的電流值即為TVS 的漏電流IR,其中虛線框表示單向TVS 測試回路。如東沃電子(DOWOSEMI)供應的SMAJ5.0A,當加在其兩端的電壓為5V DC時,流過的電流應小于800μA。對于同功率和同電壓的TVS二極管,在VRWM≤10V 時,雙向TVS二極管漏電流是單向TVS二極管漏電流的2 倍。

TVS.jpg

擊穿電壓VBR

擊穿電壓VBR:指在V-I 特性曲線上,在規定的脈沖直流電流IT或接近發生雪崩的電流條件下測得TVS二極管兩端的電壓。

低壓TVS二極管,由于漏電流較大,所以測試電流選取的IT也比較大。東沃電子(DOWOSEMI)SMAJ5.0A,測試電流IT選取10mA。擊穿電壓測試電路如圖2所示,使用脈沖恒流源對TVS二極管施加IT大小的電流時,讀出TVS二極管兩端的電壓則為擊穿電壓。電流施加時間應不超過400ms,以免造成TVS受熱損壞。VBR MIN和VBR MAX是TVS二極管擊穿電壓的一個偏差,一般TVS 為±5%的偏差。測量時,擊穿電壓落在VBR MIN和VBR MAX之間,則視為合格品。

TVS二極管.jpg

峰值脈沖電流IPP,鉗位電壓VC

峰值脈沖電流IPP:給定脈沖電流波形的峰值。TVS二極管一般選用10/1000μs 電流波形(圖3)。

鉗位電壓VC:施加規定波形的峰值脈沖電流時,TVS二極管兩端測得的峰值電壓。

峰值脈沖電流和鉗位電壓是衡量TVS二極管在電路保護中抵抗浪涌脈沖電流及限制電壓能力的參數,這兩個參數是相互聯系的。對于TVS二極管在防雷保護電路中的鉗位特性,可以參考鉗位電壓這個參數。對于相同型號TVS二極管,在相同峰值脈沖電流下,鉗位電壓越小,說明TVS二極管的鉗位特性越好。TVS二極管的耐脈沖電流沖擊能力可以參考峰值脈沖電流,同型號的TVS二極管,峰值脈沖電流越大,耐脈沖電流沖擊能力越強。

TVS管.jpg

TVS二極管功率選型

TVS二極管產品的額定瞬態功率應大于電路中可能出現的最大瞬態浪涌功率,具體可參照如下計算方法。TVS二極管的額定功率記為PPPM, 則PPPM 的功率可估算為:

TVS管功率算式.png

其中,VC 為TVS二極管的鉗位電壓,IPP 為TVS二極管在10/1000μs 波形的峰值脈沖電流。
對于不同功率等級的TVS二極管,相同電壓規格的TVS二極管,其VC 值是一樣的,只是IPP 不同。故PPPM 與IPPM 成正比,IPPM 越大,PPPM 也越大。

TVS二極管選型.jpg

 

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