220V交流市電經(jīng)整流濾波后變?yōu)楦邏褐绷鞴┙o開關(guān)變壓器,此高壓直流變化范圍是240V~360V,而由于變壓器漏感和引線電感的存在,關(guān)斷過電壓可以高達幾千伏,功率開關(guān)管關(guān)斷時難于同時承受這兩種電壓。綜合考慮可以選用VWM等于200V左右的TVS,這樣將關(guān)斷過電壓控制在300V以內(nèi),加上電源電壓,功率開關(guān)管選用耐壓為700V的管型即可。當功率開關(guān)管關(guān)斷時,由于開關(guān)變壓器線圈漏感的存在,會產(chǎn)生極高的反電勢,有可能將功率開關(guān)管擊穿。當在開關(guān)變壓器一次側(cè)并接上TVS管后,可以有效地吸收電壓尖峰,保護功率開關(guān)管的安全,降低對功率開關(guān)管耐壓的要求。在通信速率較高的電路中,要考慮TVS的結(jié)電容對電路是否有影響。湖南100KATVS失效模式
瞬態(tài)電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppressor)簡稱TVS,是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時,它能以10的負12次方秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓鉗位于一個預定值,有效地保護電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流 低、擊穿電壓偏差 、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。山東圓形TVS測試來明電子可提供批量TVS產(chǎn)品,具有較高的性價比。
當 PN 結(jié)的反向偏壓較高時,會發(fā)生由于碰撞電離引發(fā)的電擊穿,即雪崩擊穿。存在于半導體晶體中的自由載流子在耗盡區(qū)內(nèi)建電場的作用下被加速其能量不斷增加,直到與半導體晶格發(fā)生碰撞,碰撞過程釋放的能量可能使價鍵斷開產(chǎn)生新的電子空穴對。新的電子空穴對又分別被加速與晶格發(fā)生碰撞,如果平均每個電子(或空穴)在經(jīng)過耗盡區(qū)的過程中可以產(chǎn)生大于 1 對的電子空穴對,那么該過程可以不斷被加強,**終達到耗盡區(qū)載流子數(shù)目激增,PN 結(jié)發(fā)生雪崩擊穿。
反向擊穿性PN結(jié)加反向電壓時,空間電荷區(qū)變寬,區(qū)中電場增強。反向電壓增大到一定程度時,反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流,則電流會大到將PN結(jié)燒毀。反向電流突然增大時的電壓稱擊穿電壓。基本的擊穿機構(gòu)有兩種,即隧道擊穿(也叫齊納擊穿)和雪崩擊穿,前者擊穿電壓小于6V,有負的溫度系數(shù),后者擊穿電壓大于6V,有正的溫度系數(shù)。雪崩擊穿:阻擋層中的載流子漂移速度隨內(nèi)部電場的增強而相應(yīng)加快到一定程度時,其動能足以把束縛在共價鍵中的價電子碰撞出來,產(chǎn)生自由電子—空穴對,新產(chǎn)生的載流子在強電場作用下,再去碰撞其它中性原子,又產(chǎn)生新的自由電子—空穴對,如此連鎖反應(yīng),使阻擋層中的載流子數(shù)量急劇增加,像雪崩一樣。雪崩擊穿發(fā)生在摻雜濃度較低的PN結(jié)中,阻擋層寬,碰撞電離的機會較多,雪崩擊穿的擊穿電壓高。200W功率的TVS產(chǎn)品一般采用SOD-123或SOD-123FL封裝。
實際產(chǎn)品中,**常用的浪涌測試波形為1.2/50us和10/700us,如何將TVS承受浪涌功率從10/1000us波形下?lián)Q算到其他波形呢,這就需要看Spec中的另一個曲線圖:通過上圖可以查出,1.2/50us波形所對應(yīng)脈沖寬度50us,對應(yīng)峰值功率為2200W左右。那么這種情況下,反算脈沖峰值電流為2200W/24.4V=90.16A。如果SMBJ15A放在電源端口,在共模時,浪涌發(fā)生器內(nèi)阻為12歐姆,那么所能承受的電壓為:90.16A*12ohm=1082V;如果SMBJ15A放在電源端口,在差模時,浪涌發(fā)生器內(nèi)阻為2歐姆,那么所能承受的電壓為:90.16A*2ohm=180.3V;如果SMBJ15A放在非對稱信號端口,無論差模共模,浪涌發(fā)生器內(nèi)阻為42歐姆,那么所能承受的電壓為:90.16A*42ohm=3786.9V。從上面我們可以看出,一個TVS所能承受的比較大浪涌電壓,不僅與自身的參數(shù)相關(guān)(比較大承受功率、鉗位電壓等),也和其在電路的位置息息相關(guān)(浪涌發(fā)生器的內(nèi)阻值非常重要)。TVS是一種較常用的過壓保護器件。浙江10KATVS測試
TVS的最高工作溫度可達到125℃。湖南100KATVS失效模式
5、對于數(shù)據(jù)接口電路的保護,還必須注意選取具有合適電容C的TVS器件。6、根據(jù)用途選用TVS的極性及封裝結(jié)構(gòu)。交流電路選用雙極性TVS較為合理;多線保護選用TVS陣列更為有利。7、溫度考慮。瞬態(tài)電壓抑制器可以在-55~+150℃之間工作。如果需要TVS在一個變化的溫度工作,由于其反向漏電流ID是隨增加而增大;功耗隨TVS結(jié)溫增加而下降,從+25℃到+175℃,大約線性下降50%雨擊穿電壓VBR隨溫度的增加按一定的系數(shù)增加。因此,必須查閱有關(guān)產(chǎn)品資料,考慮溫度變化對其特性的影響。湖南100KATVS失效模式
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