TVS管的主要参数及选型总结 

分享 收藏 已有 47 次阅读  2018-09-13 10:40

一.TVS管概述

TVS(Transient Voltage Suppressor)瞬态电压抑制器。当两极受到反向 瞬态高能量冲击时,能以 10 的负 12 次方秒量级的速度,将两极间的高阻抗变 为低阻抗, 使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元 器件。在浪涌电压作用下,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钳位到预定的最大钳位电压 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; TVS 管有单向与双向之分, 单向 TVS 管的特性与稳压二极管相似, 双向 TVS 管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。

二.TVS主要特性参数

1、反向截止电压 VRWM 与反向漏电流 IR:反向截止电压 VRWM 表示 TVS 管 不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的反向漏电流 IR。

2、击穿电压 VBR:TVS 管通过规定的测试电流时的电压,这是表示 TVS 管导 通的标志电压。

3、脉冲峰值电流 IPP:TVS 管允许通过的 10/1000μ s 波的最大峰值电流(8/20 μ s 波的峰值电流约为其 5 倍左右) ,超过这个电流值就可能造成永久性损坏。在 同一个系列中,击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小,一般是几 A~几 十 A。

4、最大箝位电压 VC:TVS 管流过脉冲峰值电流 IPP 时两端所呈现的电压。

5、脉冲峰值功率 Pm: 脉冲峰值功率 Pm 是指 10/1000μ s 波的脉冲峰值电流 IPP 与最大箝位电压 VC 的乘积,即 Pm=IPP*VC;在给定的最大钳位电压下, 功耗 PM 越大,其浪涌电流承受能力越大,在给定的功耗 PM 下,钳位电压越 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:典型的脉冲波形持续时间为 1ms,当施加到二极管上的脉冲 波形持续时间小于 TP,则随着 TP 的减小脉冲峰值功率增加;TVS 所能承受的 瞬态脉冲式不重复的, 如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积可能 损坏 TVS。

6、稳态功率 P0:TVS 管也可以作稳压二极管用,这时要使用稳态功率。

7、极间电容 Cj:与压敏电阻一样,TVS 管的极间电容 Cj 也较大,且单向的比 双向的大,功率越大的电容也越大,极间电容会影响 TVS 的响应时间。

8、峰值电流波形:A、正弦半波 B、矩形波 C 、标准波(指数波形) D、三角 波 TVS 峰值电流的试验波形采用标准波(指数波形) ,由 TR/TP 决定。 峰值电流上升时间 TR: 电流从 0.1IPP 开始达到 0.9 IPP 的时间。 半峰值电流时间 TP:电流从零开始通过最大峰值后,下降到 0.5IPP 值的时间。

下面列出典型试验波形的 TR/TP 值: EMP 波:10ns /1000ns 闪电波:8μ s /20μ s 标准波:10μ s /1000μ s 三.优点及缺点 优点:响应速度快(为 ns 级) 、瞬态功率大、漏电流低;其 10/1000μ s 波脉冲
功率从 400W~30KW, 脉冲峰值电流从 0、 52A~544A; 击穿电压有从 6、 8V~ 550V 的系列值,便于各种不同电压的电路使用。 缺点:耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差; 稳压二极管: 反应较慢; 一般用于电压精度要求高的地方 (一般较小) , 防浪涌, 击穿电压精准,各压值档都有;齐纳击穿; 压敏电阻:与稳压二极管相似,但不可恢复;

三.选型依据及注意事项:

1、 TVS 的最大反向钳位电压 VC 应小于被保护电路的损坏电压;

2、 TVS 的额定反向关断电压 VWM 要大于或等于被保护电路的最大工作电压, 若选用的 VWM 太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常 工作;

3、  交流电压只能用双向 TVS;

4、 在规定的脉冲持续时间内,TVS 的最大峰值脉冲功率 PM 必须大于被保护电 路可能出现的峰值脉冲功率, 在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于 瞬态浪涌电流;

5、 结电容是影响 TVS 在高速线路中使用的关键因素,在这种情况下,一般用一 个 TVS 管和一个快恢复二极管以背对背的方式连接,由于快恢复二极管有较小 的结电容,因而二者串联的等小电容也较小,可以满足高频使用的要求;

6、 需要考虑降额使用的应用; 应用场合:功率开关电路;整流二极管(与之同向) ;电源变压器;防直流电源 反接或电源通断时产生的瞬时脉冲;抑制电机,断电器线圈,螺线管等感性负载 产生的瞬时脉冲电压;控制系统的输入输出端;

在了解了上述选型事项之后,如果还不知道如何进行TVS选型,没关系,硕凯电子FAE工程师具有多年的电路防护器件选型意见,可以帮助您到最合适的TVS管型号。了解更多TVS型号及参数,请直接进入硕凯电子网址咨询在线客服http://www.socay.com/。


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