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瞬态电压抑制器的工作原理及使用方法

作者:新利体育 发布时间:2021-03-09 07:10 点击:

  消除噪声干扰、防止浪涌损害一直是电子设备设计者头痛的一件事。瞬态器(TVS:transientvoltagesuppressor)可以方便地解决这些问题。

  当TVS两极受到反向高能量冲击时,它能以10-12s级的速度,将其两极间的阻抗由高变低,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电位箝位于预定值,有效地保护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。TVS具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压容易控制、体积小等优点,目前已广泛应用于家用电器、电子仪表、通讯设备、电源、计算机系统等各个领域。

  TVS的电路符号和普通的稳压管相同。其电压电流特性曲线所示。

  其正向特性与普通二极管相同,反向特性为典型的PN结雪崩器件。图2是TVS的电流时间和电压时间曲线。在浪涌电压的作用下,TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR,而被击穿。随着击穿电流的出现,流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP,同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。其后,随着脉冲电流按指数衰减,TVS两极间的电压也不断下降,最后恢复到初态,这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的过程。

  VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加于TVS的两极间时它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。

  VBR是TVS最小的击穿电压。在25℃时,低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时,加于TVS两极的电压为其最小击

  当持续时间为20s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。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子,一般在1.2~1.4之间。

  电容量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使信号衰减。因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。

  PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功率耗散值。在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大;在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且,TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为001%。如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。

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