決定鉗位電壓能否將沖擊抑制在后端負(fù)載承受范圍的原因

1概覽

鉗位電壓從保護(hù)的初衷來看是最重要的參數(shù)，因?yàn)檫@決定了它能否將沖擊抑制在后端負(fù)載可以承受的范圍，否則就失去了它的作用。在電路的集成化越來越高的今天，對(duì)低鉗位電壓TVS的訴求也越來越高，所以也出現(xiàn)了很多新的技術(shù)，比如SNABACK技術(shù)。但是有了這些低鉗位的器件還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。作為瞬態(tài)抑制器，決定了TVS的抑制對(duì)象都有著很快的上升沿（高頻），這就不得不考慮寄生參數(shù)，比如上升時(shí)間為1ns的靜電。所以需要得到真正低的鉗位電壓，一定要配合好的PCB設(shè)計(jì)。

2亦真實(shí)的鉗位電壓

所謂真實(shí)，是指任何一個(gè)TVS我們都可以通過工具的測(cè)試和計(jì)算得到一個(gè)真實(shí)的值，這個(gè)值可以作為產(chǎn)品規(guī)格書上標(biāo)明的參考參數(shù)（如下圖TVS特性曲線中VCL） ，這確實(shí)只能作為參考，并不能代表你的產(chǎn)品就可以得到它的絕對(duì)保護(hù)，具體原因后面會(huì)說到。不過這個(gè)值也是非常重要的，具體的我們可以用它來界定產(chǎn)品類型、認(rèn)識(shí)產(chǎn)品性能、TVS本身的設(shè)計(jì)研究以及應(yīng)用選型。

3亦虛假的鉗位電壓

所謂虛假主要有兩點(diǎn)原因，第一個(gè)是基于對(duì)這個(gè)參數(shù)本身的認(rèn)識(shí)。（如上圖），我們看到VCL這個(gè)參數(shù)其實(shí)只是整個(gè)特性曲線中取得的某一個(gè)電流值對(duì)應(yīng)的電壓值。也就是只要通過TVS的電流值不超過峰值脈沖電流值Ipp，從IBR到Ipp這個(gè)區(qū)間，不同的電流值會(huì)對(duì)應(yīng)不同的電壓值（Rd×I=VCL，Rd一定，I變化，VCL就會(huì)變化）。一般規(guī)格書會(huì)標(biāo)明1A條件下的VCL，有的會(huì)標(biāo)明IPP下的VCL，也有2A或者3A等。在實(shí)際應(yīng)用中，通過TVS的電流一定是不同的，這就決定了最終所得到的鉗位電壓會(huì)和規(guī)格書不一致。而且Ipp也會(huì)根據(jù)不同的測(cè)試波形而變化。比如，靜電和浪涌，一個(gè)是納秒級(jí)，一個(gè)是微秒級(jí)。如果用靜電來進(jìn)行測(cè)試，TVS的峰值Ipp肯定是更高的，意味著VCL也會(huì)更高。

第二個(gè)原因是，由于PCB設(shè)計(jì)的不同會(huì)得到差異非常大的VCL。如下圖；設(shè)AB、CD都為長(zhǎng)10mm，寬0.5mm的PCB布線（走線電感約6nH），以靜電8KV@IEC61000-4-2（峰值電流為30A，上升時(shí)間為1ns）為例，此時(shí)由于寄生電感產(chǎn)生的電壓為：UL=Lw.dI/dt=6nH×30A/1ns=180V。情況一，保護(hù)電路在TVS前端，這種情況較為惡劣，被保護(hù)點(diǎn)電壓會(huì)產(chǎn)生更高的瞬態(tài)電壓。情況二，是我們常見的方式，只是由于連接TVS的走線電感，導(dǎo)致了較高的瞬態(tài)電壓。

情況一

情況二

4結(jié)語

由此看出在實(shí)際的電路應(yīng)用中，由于寄生電感的存在，鉗位電壓必定會(huì)高出參考值許多。所以為了得到更好的保護(hù)性能，必須將TVS緊挨著測(cè)試點(diǎn)，并直接并接在走線上，千萬不要用細(xì)導(dǎo)線連接，被保護(hù)電路要放在TVS后端。
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