TVS參數詳解及選型應用

一、首先了解TVS管的參數,我們以littelfuse的5.0SMDJ系列爲例。

                                                                                                                                          圖1

圖2

最大峯值脈衝功率 Maximum Peak Pulse Power 
Pppm峯值脈衝功率爲ESD器件上瞬間通過的最大功率值,由最大鉗位電壓Vc和此時脈衝峯值電流Ipp決定的。
由上圖可以看到5.0SMDJ系列的最大脈衝峯值功率爲5000W。還可以看出該系列下的每個型號的Vc*Ipp基本爲5000W。且Vc越大承受,Ipp越小。
最大脈衝峯值電流Ipp
TVS可以承受的最大脈衝峯值電流。5.0SMDJ13A最大脈衝電流爲233A。
最大鉗位電壓Vc(殘壓)
當持續時間爲 20mS 的脈衝峯值電流 Ipp流過 TVS 時,在其兩端出現的最大峯值電壓爲 Vc。也稱最大防護電壓。
5.0SMDJ系列不同型號的Vc不一樣,5.0SMDJ13A的最大防護電壓爲21.5V。
最大反向漏電流Ir
 TVS最大反向漏電流,可以看出5.0SMDJ13A最大反向漏電流爲500uA
最大反向工作電壓Vrwm或Vr。
當最大反向漏電流Ir流過TVS時,TVS兩端電壓爲最大反向工作電壓。5.0SMDJ13A最大反向工作電壓爲13V。
測試電流It
測試電流It決定了TVS的反向擊穿電壓Vbr。
反向擊穿電壓Vbr
TVS管通過規定的測試電流It時的電壓,這是表示TVS管導通的標誌電壓,即從此點開始器件進入雪崩擊穿。
結電容Cj
在防護高速信號的時候,需要考慮結電容的影響。

二、TVS管選型及應用
1、TVS是用來防護浪湧電流的,如果知道要防護的最大電流Ipp最好。首先確定TVS的Ipp。
2、再其次確定待防護電路的直流電壓或持續工作電壓。如果是交流電,應計算出最大值,即用有效值*1.414。
3、根據2中已知工作電壓,選擇TVS的Vrwm,要求Vrwm要大於工作電壓,否則工作電壓大於Vrwm會導致TVS反向漏電流增大,接近導通,或者雪崩擊穿,影響正常電路工作。
4、所選TVS的最大箝位電壓Vc不能大於被防護電路可以承受的最大電壓。否則,當TVS鉗在Vc時會對電路造成損壞。
5、其中2-4步可以先於1,如果不知Ipp,可以根據信號的功率確定Ipp。
6、單極性還是雙極性-常常會出現這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪湧脈衝,其實並非如此。雙向TVS用於交流電或來自正負雙向脈衝的場合。TVS有時也用於減少電容。如果電路只有正向電平信號,那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下:正向浪湧時,TVS處於反向雪崩擊穿狀態;反向浪湧時,TVS類似正向偏置二極管一樣導通並吸收浪湧能量。
這個時候需要參考TVS的正向導通峯值電流,Ifsm。5.0SMDJ系列的最大正向導通電流爲300A。
三、浪湧波形10/1000us和8/20us。
10/1000us和8/20us爲兩種不同的浪湧測試波形,兩種波形能量不一樣。
10/1000us爲持續時間1000us,上升沿時間爲10us。
   8/20us爲持續時間20us,上升沿時間爲8us。
由圖2可以看出該TVS的最大功率爲5000W,是在浪湧10/1000us的波形能量下測試的。Ipp是基於10/1000波形能量下得到的結果。
當浪湧波形爲8/20us時,相對應的參數將會變大。

由圖可以看到當爲1000us波形時,可以承受的最大功率爲5KW。
當測試波形爲20us時,可以承受的最大功率爲20KW。則如果Vc不變,可以承受的最大峯值電流將變大Ipp變爲原來的4倍。20/5=4
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