TVS(TransientVoltageSuppressor)是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時,它能以10的負12次方秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個預定值,有效地保護電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。
下面介紹選型時需要注意的一些參數(shù):
①Vc----Clampingvoltage@Ipp(最大鉗位電壓)
Vc鉗位電壓指在特定的Ipp電流時,脈沖電壓通過ESD保護器件后所被鉗位的電壓。
例如:PESD5V0L2BT在Ipp為1A時Vc為10V,那么如果1000V的瞬間干擾信號經(jīng)過PESD5V0L2BT,線上電壓將被箝位在10V左右。
①VRWM----WorkingPeakReverseVoltage(最大反向工作電壓)
Ir----MaximumReverseLeakageCurrent@VRWM(最大反向漏電流)
Vrwm表示在規(guī)定的Ir下,TVS器件兩端的電壓值成為最大反向工作電壓。通常Vrwm=(0.8~0.9)Vbr。在這個電壓下,器件的功耗消耗很小。使用時,應使Vrwm不低于被保護器件或線路的正常工作電壓。
一般Vrwm會低于85%Vc而高于正常工作電壓,以便TVS接入電路而不影響正常電路工作。
③VBR----BreakdownVoltage@IT(反向擊穿電壓)
TVS管通過規(guī)定的測試電流It時的電壓,這是表示TVS管導通的標志電壓,即從此點開始器件進入雪崩擊穿。
④Ppp----MaximumPeakPulsePower(最大峰值脈沖功率)
PPP峰值脈沖功率為ESD器件上瞬間通過的最大功率值。
如圖所示,NUP2105的峰值功率為,是指8/20us脈沖波(8us達到100%Ipp,20us達到50%Ipp),保護器件能夠承受的最大功率為350w。
⑤Cj----JunctionCapacitance(結電容)
主要是指TVS連接GND和I/O時,具有的電容值。Cd為ESD/TVS器件的引腳寄生電容,通信速率越高,線路上使用的ESD保護器件的結電容要越低,否則將破壞數(shù)據(jù)信號。如圖所示,PRTR5V0U2X的Cd遠低于1pf,非常適合用于USB2.0等高速通信場合。還有部分作為高速IO上保護的TVS,還會給出insertloss@Freq。以便確認是否能作為保護器件。
⑥單向保護和雙向保護如圖所示,單向保護器件僅能對正脈沖或者負脈沖進行防護,而雙向保護器件一端接要保護的線路,一端接地,無論來自反向還是來自正向的ESD脈沖均被釋放,更有效地保護了IC。
有了這些主要的參數(shù),基本上就能知道如何選擇一個適合自己電路的TVS了。Vc、Ipp反映了TVS器件的浪涌抑制能力。當TVS承受額定的瞬時峰值脈沖電流Ipp時,可能在器件上的瞬時最大電壓值即最大箝位電壓為Vc。此時,如果脈沖時間為規(guī)定的標準值,則TVS的最大峰值脈沖功率為:PM=Vc*Ipp。因此在選用TVS前,最好對線路中產(chǎn)生的脈沖類型有大致的了解,是單脈沖,還是復脈沖,脈沖的上升時間,脈寬,峰值等,以便確定Vc,Ipp,PM。
一般確定VRWM應等于或略高于電路的正常工作電壓,確保TVS的接入不會影響到正常的工作。在交流線路,則需要根據(jù)正常工作電壓的squar(2)(即1.414)倍,也就是峰值來確定。
VBR不能小于電路的最大允許工作電壓。否則TVS進入雪崩,漏電流增大,影響電路工作。
如果作為IO腳保護,需要認真研究Cj和insertloss,會改變信號的相位和強度,可能造成工作不穩(wěn)定。
另外,還有雙向的TVS管,雙向的參數(shù)同樣適用。
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