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[分享] TVS管功能参数及应用介绍

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发表于 2021-7-21 16:27:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
TVS是一种限压保护器件,作用与压敏电阻很类似。也是利用器件的非线性特性将过电压钳位到一个较低的电压值实现对后级电路的保护。在信号端口的浪涌保护设计中,TVS常常与电阻配合一起使用,以提高浪涌保护的效果。本文从试验结果的基础上,加以理论解释来说明TVS管与电阻相对位置不同对接口防浪涌性能影响

TVS管功能的介绍

TVS是一种限压保护器件,它的电路符号与普通稳压二极管相同。它的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。在瞬态峰值脉冲电流作用下,流过TVS的电流,由原来的反向漏电流,变为反向击穿电流,其两极呈现的电压由额定反向关断电压上升到击穿电压,TVS被击穿。随着峰值脉冲电流的出现,流过TVS的电流达到峰值脉冲电流。在其两极的电压被箝位到预定的最大箝位电压以下。而后,随着脉冲电流按指数衰减,TVS两极的电压也不断下降,最后恢复到起始状态。这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的整个过程。

它的主要参数有:反向击穿电压、最大钳位电压、瞬间功率、结电容、响应时间等。TVS的响应时间可以达到ps级,是限压型浪涌保护器件中最快的。用于电子电路的过电压保护时其响应速度都可满足要求。TVS管的结电容根据制造工艺的不同,大体可分为两种类型,高结电容型TVS一般在几百~几千nF的数量级,低结电容型TVS的结电容一般在几pF~几十pF的数量级。一般分立式TVS的结电容都较高,表贴式TVS管中两种类型都有。在高频信号线路的保护中,应主要选用低结电容的TVS管。

TVS管的非线性特性比压敏电阻好,当通过TVS管的过电流增大时,TVS管的钳位电压上升速度比压敏电阻慢,因此可以获得比压敏电阻更理想的残压输出。在很多需要精细保护的电子电路中,应用TVS管是比较好的选择。TVS管的通流容量在限压型浪涌保护器中是最小的,一般用于最末级的精细保护,因其通流量小,一般不用于交流电源线路的保护,直流电源的防雷电路使用TVS管时,一般还需要与压敏电阻等通流容量大的器件配合使用。?TVS管便于集成,很适合在PCB板上使用。

TVS具有的另一个优点是可灵活选用单向或双向保护器件,在单极性的信号电路和直流电源电路中,选用单向TVS管,可以获得比压敏电阻低50%以上的残压。TVS管也可以与二极管串联,利用二极管寄生电容较小的特点来降低总寄生电容,可以实现对高速信号端口的保护。

TVS的反向击穿电压、通流容量是电路设计时应重点考虑的。在直流回路中,所选TVS的反向击穿电压应当约等于(1.8~2)Udc,式中Udc为回路中的直流工作电压。在信号回路中时,所选TVS的反向击穿电压应当约等于(1.2~1.5)Umax,式中Umax为信号回路的峰值电压。


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