TVS的特性及應用

什麼是TVS管?TVS的特性及應用

源自 http://www.twtcr.com/article.php?lge=zh&id=36

一、解釋
TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR)或稱瞬變電壓抑制二極管是在穩壓管工藝基礎上發展起來的一種新產品,其電路符號和普
通穩壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當TVS管兩端經受瞬間的高能量衝擊時,它能以極高的速度(最高達1*10-12秒)使其
阻抗驟然降低,同時吸收一個大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上,從而確保後面的電路元件免受瞬態高能量的衝
擊而損壞。 TVS的反應速度絕對比RC迴路快的多10e-12s,可不用考慮TVS的擊穿電壓VBR,反向臨界電壓VWM,最大峯值脈衝電流IPP和
最大嵌位電壓VC及峯值脈衝功率PP. 選擇VWM等於或大於電路工作電壓,VC爲小於保護器件的耐壓值,能測量最好(IPP),或估計出脈
衝的功率,選功率較大的TVS.

二、分類
抑制反向的用單向TVS,
有交流的用雙向TVS

三、瞬態電壓抑制器TVS的特性及應用
瞬態電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor)簡稱TVS,是一種二極管形式的高效能保護器件,有的文獻上也爲TVP、AJTVS
、SAJTVS等。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量衝擊時,它能以10-12秒量級的速度,將其兩極間的高阻抗變爲低阻抗,吸收
高達數千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位於一個預定值,有效地保護電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈衝的損壞。

四、關鍵特性
TVS管由於它具有響應時間快、瞬態功率大、電容低、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小、易
於安裝等優點,目前已廣泛應用於計算機系統、通訊設備、消費類電子、電源、家用電器等各個領域。



TVS管

源自 http://wiki.dzsc.com/info/1478.html#dzt5797

  • TVS的英文名是TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR,中文名叫瞬變抑制二極管二極管 的供應商。它在承受瞬間高能量脈衝時,能在極短的內由原來的高阻抗狀態變爲低阻抗,並把電壓箝制到特定的水平,從而有效的保護用戶的設備和元器件不受損壞。由於其具有箝位電壓低、動作時間快等特點;因此比較適合於多級保護電路的末級保護。此外也能與其它保護元件配合使用,組成專用的防雷裝置。


TVS的參數特性

  •   1.TVS特性

      TVS管是典型的PN結雪崩器件,和普通穩壓管的擊穿特性差不多。但這條曲線只反映了TVS特性的一個部分,還必須補充下圖所示的特性曲線,才能反映TVS的全部特性。這是在雙蹤 示波器上觀察到的TVS管承受大電流衝擊時的電流及電壓波形。

      圖中曲線1是TVS管中的電流波形,它表示流過TVS管的電流由1mA突然上升到峯值,然後按 指數規律下降,造成這種電流衝擊的原因可能是雷擊、過壓等。曲線2是TVS管兩端電壓的波形 ,它表示TVS中的電流突然上升時,TVS兩端電壓也隨之上升,但最大隻上升到VC值,這個值 比擊穿電壓VBR略大,從而對後面的電路元件起到保護作用。

      TVS在電路中和穩壓管一樣,是反向使用的。

      2.參數說明

      A.擊穿電壓(VBR):TVS在此時阻抗驟然降低,處於雪崩擊穿狀態。

      B.測試電流(IT):TVS的擊穿電壓VBR在此電流下測量而得。一般情況下IT取1mA。

      C.反向變位電壓(VRWM):TVS的最大額定直流工作電壓,當TVS兩端電壓繼續上升,TVS將處於高阻狀態。此參數也可被認爲  是所保護電路的工作電壓。

      D.最大反向漏電流(IR):在工作電壓下測得的流過TVS的最大電流。

      E.最大峯值脈衝電流(IPP):TVS允許流過的最大浪涌電流,它反映了TVS的浪涌抑制能力。

      F.最大箝位電壓(VC):當TVS管承受瞬態高能量衝擊時,管子中流過大電流,峯值爲IPP,端電壓由VRWM值上升到VC值就不再上升了,從而實現了保護作用。浪涌過後,隨時間IPP以指數形式衰減,當衰減到一定值後,TVS兩端電壓由VC開始下降,恢復原來狀態。最大箝位電壓VC與擊穿電壓VBR之比稱箝位因子Cf,表示爲Cf= VC /VBR,一般箝位因子僅爲1.2~1.4。

      G.峯值脈衝功率(PP):PP按峯值脈衝功率的不同TVS分爲四種,有500W、600W、1500W和5000W。

      H.最大峯值脈衝功率:最大峯值脈衝功率爲:PN=VC·IPP。顯然,最大峯值脈衝功率愈大,TVS所能承受的峯值脈衝電流IPP愈大;另一方面,額定峯值脈衝功率PP確定以後,所TVS能承受的峯值脈衝電流IPP,隨着最大箝位電壓VC的降低而增加。TVS最大允許脈衝功率除了和峯值脈衝電流和箝位電壓有關外,還和脈衝波形、脈衝持續時間和環境溫度有關。

      對於幾種不同的脈衝波形PN=K·VC·IPP,其中K爲功率因數,圖3給出了幾種典型脈衝波形的K值。

      TVS器件規定,脈衝重複率比(脈衝持續時間和間歇時間之比)爲0.01[[[[[%]]]]]。如不符合這一條件,脈衝功率的積累有可能使TVS燒燬。電路設計人員應注意這一點。TVS的工作是可靠的, 即使長期承受不重複性大脈衝的高能量的衝擊,也不會出現"老化"問題。試驗證明,TVS安全 工作於10000次脈衝後,其最大允許脈衝功率仍爲原值的80%以上。

      TVS所能承受的瞬時脈衝峯值可達數百安培,其箝位響應時間僅爲1*10-12 秒;TVS所允許的正向浪涌電流,在25℃,1/120秒的條件下,也可達50-200安培。一般地說,TVS所能承受的瞬 時脈衝是不重複的脈衝。而實際應用中,電路里可能出現重複性脈衝。

TVS的應用

  •   TVS主要用於對電路元件進行快速過電壓保護。它能"吸收"功率高達數千瓦的浪涌信號。TVS具有體積小、功率大、響應快、無噪聲、價格低等諸多優點,它的應 用十分廣泛,如:家用電器;電子儀器;儀表;精密設備;計算機系統;通訊設備;RS232、485及 CAN等通訊端口;ISDN的保護;I/O端口;IC電路保護;音、視頻輸入;交、直流電源;電機、繼電器噪聲的抑制等各個領域。它可以有效地對雷電、負載開關等人爲操作錯誤引起的過電壓衝擊起保護作用。

      TVS用於交流電路:TVS用於交流電路是極方便的。它可以保護變壓器以後的所有電路元件。由於加上TVS1,電路保險絲容量要加大。TVS2也是一隻雙向 TVS管,它可以對橋式整流器及以後的電路元件實行過電壓保護。它的Vb值及VC值應與變壓器副邊輸出電壓相適應。TVS3是一隻單向TVS管,因爲加在它上面的電壓是已整流後的流電直壓,TVS3只保護負載不受過電壓衝擊,電路中可以根據需要使用三個TVS管中的一隻或幾隻。

TVS和其它浪涌保護元件的區別

  •   TVS與壓敏電阻這種金屬氧化物變阻器相比具有極其優越的性能。
      關鍵參數或極限值       TVS            電阻器 
      反應速度              10-12 秒         50*10-9秒 
      是否會老化             否                     是 
      最高使用溫度           175                   115 
      元件極性         單極性與雙極性   單極性 
      反向漏電典型值       5uA        200 uA 
      箝位因子(VC/BV)     ≯1.5       最大可達7-8 
      封裝性質          密封不透氣     透氣 
      價格             貴        便宜

TVS的選用方法

  •   1.最大峯值脈衝功率:確定電路的干擾脈衝情況,根據干擾脈衝的波形、脈衝持續時間,確 定能夠有效抑制該干擾的TVS峯值脈衝功率。

      2.TVS的反向變位電壓即工作電壓(VRWM)--選擇TVS的VRWM等於或大於上述步驟1所規定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計,如果步驟1所規定的電 壓高於TVS的VRWM ,TVS將吸收大量的漏電流而處於雪崩擊穿狀態,從而影響電路的工作。

      3.確定待保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。

      4.所選TVS的最大箝位電壓(VC)應低於被保護電路所允許的最大承受電壓。

      5.如果知道比較準確的浪涌電流IPP,那麼可以利用VC來確定其功率,如果無法確定功率的 大概範圍,一般來說,選擇功率大一些比較好。

      6.單極性還是雙極性-常常會出現這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪涌脈衝,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:正向浪涌時,TVS處於反向雪崩擊穿狀態;反向浪涌時,TVS類似正向偏置二極管一樣導通並吸收浪涌能量。在低電容電路 裏情況就不是這樣了。應選用雙向TVS以保護電路中的低電容器件免受反向浪涌的損害。

參考鏈接:

穩壓二極管和TVS管知識點總結  http://www.360doc.com/content/11/0715/16/2472295_133746998.shtml

TVS管原理和特性  http://home.eeworld.com.cn/my/space-uid-170827-blogid-26808.html




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