搞硬件要用好TVS管,资深大牛分享几点TVS选型经验!
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2024-12-20
TVS管全称:瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor),是一种用于保护电子设备的关键元件。作为保护器件,TVS管能有效的吸收和抑制电路中瞬态过电压。当电路正常工作时(也就是没有出现瞬态过电压时),TVS管的阻抗非常高(漏电流非常小)。当电路中出现瞬态过电压时,TVS管阻抗会迅速下降,从而让瞬态过电压电流通过TVS管导入GND,以热能的形式迅速消耗掉过电压,使过电压抑制在安全电压内,如下图所示:那在实际的项目中,我们该怎么选型?以下面这两张TVS管特性图展开:单向TVS管特性图双向TVS管特性图可以很明显看得出来,单向TVS和双向TVS只要区别在于双向TVS多了负半轴的特性!如果上面的两张图看不懂,没关系,我们接着往下讲,后面会对图中的各个参数进行简述。(1)首先是极性需要提前知道需要保护的接口信号或者电压到底是直流还是交流,对于直流来说,使用单向TVS管即可,如果对于交变的信号或者是电压就需要使用双向的TVS。(2)封装需要根据板子的尺寸来进行选型,如果板子的面积有限,可以选择小封装系列的TVS管。(3)Vrwm:反向工作电压Vrwm也称最大工作电压,指的是加在TVS两端的最大电压,所加电压如果超过Vrwm就可能会对TVS造成永久性损坏。也就是说,需要确定板子的最大工作电压,板子的最大工作电压不能大于Vrwm。直流供电:Vrwm≥最大工作电压交流供电:Vrwm≥最大工作电压*1.414(4)VCmax:最大钳位电压VCmax直白的讲就是当瞬态电压超过TVS的最大钳位电压时,TVS管就会从高阻态变成低阻态,从而把瞬态电压钳至到后级保护电路所能承受的最大耐压值,所以在选型时,需要确定被保护电路的器件最大耐压值是多少,才能选定VCmax。 (5)VBR:击穿电压VBR指在TVS在进入雪崩状态时(被击穿的转态下)的两端电压值,很多TVS管的VBR都是1.1~1.3倍Vrwm。(6)IR:最大反向漏电流IR,这个就是比较好理解了,就是指TVS管在正常工作下的漏电流,漏电流当然是越小越好,但是也要综合考虑成本问题。(7)Ipp:最大反向浪涌峰值电流Ipp,指的就是TVS在遇到瞬态电压时,TVS开始起保护作用时,能吸收的最大电流值或者说能流过TVS管的最大电流值。Ipp和钳位电压VBR对应起来,Ipp和VBR的乘积就是Ppp(最大脉冲峰值功率)理论上来讲,Ipp越大越好,但还是得根据项目的需求,做好权衡。(8)Cj:结电容Cj是TVS管的结电容,这是无法避免的,在选型时,需要注意结电容对正常工作信号的影响,特别是用在高速接口处,需要清楚接口的速率来选择合适的TVS管。图片来源网络
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