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TVS参数详解及选型应用

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一、首先了解TVS管的参数,我们以littelfuse的5.0SMDJ系列为例。

                                                                                                                                          图1


 

图2

  • 最大峰值脉冲功率 Maximum Peak Pulse Power 
Pppm峰值脉冲功率为ESD器件上瞬间通过的最大功率值,由最大钳位电压Vc和此时脉冲峰值电流Ipp决定的。
由上图可以看到5.0SMDJ系列的最大脉冲峰值功率为5000W。还可以看出该系列下的每个型号的Vc*Ipp基本为5000W。且Vc越大承受,Ipp越小。
 
  • 最大脉冲峰值电流Ipp
TVS可以承受的最大脉冲峰值电流。5.0SMDJ13A最大脉冲电流为233A。
  • 最大钳位电压Vc(残压)
当持续时间为 20mS 的脉冲峰值电流 Ipp流过 TVS 时,在其两端出现的最大峰值电压为 Vc。也称最大防护电压。
5.0SMDJ系列不同型号的Vc不一样,5.0SMDJ13A的最大防护电压为21.5V。
  • 最大反向漏电流Ir
 TVS最大反向漏电流,可以看出5.0SMDJ13A最大反向漏电流为500uA
  • 最大反向工作电压Vrwm或Vr。
当最大反向漏电流Ir流过TVS时,TVS两端电压为最大反向工作电压。5.0SMDJ13A最大反向工作电压为13V。
  • 测试电流It
测试电流It决定了TVS的反向击穿电压Vbr。
  • 反向击穿电压Vbr
TVS管通过规定的测试电流It时的电压,这是表示TVS管导通的标志电压,即从此点开始器件进入雪崩击穿。
  • 结电容Cj
在防护高速信号的时候,需要考虑结电容的影响。

 
二、TVS管选型及应用
1、TVS是用来防护浪涌电流的,如果知道要防护的最大电流Ipp最好。首先确定TVS的Ipp。
2、再其次确定待防护电路的直流电压或持续工作电压。如果是交流电,应计算出最大值,即用有效值*1.414。
3、根据2中已知工作电压,选择TVS的Vrwm,要求Vrwm要大于工作电压,否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大,接近导通,或者雪崩击穿,影响正常电路工作。
4、所选TVS的最大箝位电压Vc不能大于被防护电路可以承受的最大电压。否则,当TVS钳在Vc时会对电路造成损坏。
5、其中2-4步可以先于1,如果不知Ipp,可以根据信号的功率确定Ipp。
6、单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲,其实并非如此。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路只有正向电平信号,那麽单向TVS就足够了。TVS操作方式如下:正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态;反向浪涌时,TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。
这个时候需要参考TVS的正向导通峰值电流,Ifsm。5.0SMDJ系列的最大正向导通电流为300A。
三、浪涌波形10/1000us和8/20us。
 
 
10/1000us和8/20us为两种不同的浪涌测试波形,两种波形能量不一样。
10/1000us为持续时间1000us,上升沿时间为10us。
   8/20us为持续时间20us,上升沿时间为8us。
由图2可以看出该TVS的最大功率为5000W,是在浪涌10/1000us的波形能量下测试的。Ipp是基于10/1000波形能量下得到的结果。
当浪涌波形为8/20us时,相对应的参数将会变大。

由图可以看到当为1000us波形时,可以承受的最大功率为5KW。
当测试波形为20us时,可以承受的最大功率为20KW。则如果Vc不变,可以承受的最大峰值电流将变大Ipp变为原来的4倍。20/5=4