TVS 다이오드의 기능은 무엇입니까?

2022-11-18 990

TVS 튜브는 고효율 보호 장치입니다. 두 끝이 순간적인 고에너지 충격을 받으면 TVS 튜브는 고저항 특성을 저저항 특성으로 즉시 변환하고 큰 전류를 흡수하며 TVS 튜브의 양쪽 끝에서 전압을 클램핑할 수 있습니다. 특정 값(TVS 진공관의 내전압 값)에서는 일시적인 고에너지의 충격으로부터 후면 회로가 보호되어 회로의 안전성이 보호됩니다. 아래 그림과 같이. 간단히 말해서, 회로가 견딜 수 있는 전압 충격이 DC24V보다 높지 않으면 전원 공급 장치에 26V TVS 튜브를 용접하십시오. 전원 공급 장치 전압이 26V를 초과하지 않으면 TVS 튜브는 높은 임피던스 상태에 있습니다. 26V보다 높은 펄스 후에 TVS 튜브는 회로 전압을 24V로 신속하게 고정하여 회로 기판의 안전을 보장할 수 있습니다.

TVS 다이오드의 역할
일반적으로 TVS 다이오드의 기능은 다음과 같습니다.
(1) TVS 다이오드를 신호선 및 전원선에 추가하면 정전기 방전 효과, AC 전원 서지, 스위칭 전원 노이즈 등의 순간적인 과전압 서지로 인해 마이크로프로세서나 단일칩 마이크로컴퓨터가 오작동하는 것을 방지할 수 있다.
(2) 정전기 방전 효과는 10000V, 60A 이상의 펄스를 방출할 수 있으며, 이는 10ms 동안 지속될 수 있습니다. 반면 일반 TTL 소자는 10ms 이상의 30V 펄스를 만나면 손상을 초래합니다. TVS 다이오드를 사용하면 소자를 손상시킬 수 있는 펄스를 효과적으로 흡수하고 버스 간 스위칭으로 인한 간섭(크로스토크)을 제거할 수 있습니다.
(3) TVS 다이오드를 신호선과 접지 사이에 배치하면 데이터 및 제어 버스가 불필요한 노이즈의 영향을 받는 것을 방지할 수 있습니다.

TVS 다이오드 작동 원리
과도 전압 억제기(TransientVoltageSuppressor)는 TVS 튜브라고도 합니다. TVS 튜브의 전기적 특성은 PN 접합 면적, 도핑 농도, 웨이퍼 저항에 의해 결정됩니다. 서지 전류에 대한 내성은 PN 접합 면적에 비례합니다. TVS는 반도체 및 민감한 소자의 보호, 특히 10차 전원 및 신호 회로 보호, 정전기 방지에 널리 사용됩니다. 빠른 응답 속도(ps 레벨), 소형, 높은 펄스 전력, 낮은 클램핑 전압이 특징입니다. 1000/400μs 펄스 전력 범위는 30W~0.52KW이며, 펄스 피크 전류 범위는 544A~6.8A입니다. 항복 전압은 550V~XNUMXV의 다양한 값을 가지므로 다양한 전압 회로에 사용하기 편리합니다.
장치는 회로에서 병렬로 연결됩니다. 회로가 정상적으로 작동할 때는 차단 상태(고저항 상태)에 있으므로 회로의 정상적인 작동에는 영향을 미치지 않습니다. 회로에 비정상적인 과전압이 있고 항복 전압에 도달하면 고저항 상태에서 고저항 상태로 빠르게 변경됩니다. 저임피던스 상태는 순간 전류에 대한 저임피던스 전도 경로를 제공하는 동시에 비정상적인 고전압을 안전한 수준 내로 고정하여 보호되는 IC 또는 회로를 보호합니다. 비정상적인 과전압이 사라지면 고임피던스 상태로 돌아가고 회로는 정상적으로 작동합니다.

TVS 다이오드 특성

TVS 다이오드 특성 곡선
주요 특성 매개변수
      ①역 오프 전압(차단 전압) VRWM과 역 누설 전류 IR: 역 오프 전압(차단 전압) VRWM은 TVS관이 도통하지 않는 최고 전압을 나타내며, 이 전압 IR 이하에서는 역 누설 전류가 미미합니다.
      ②파괴전압 VBR : TVS관이 규정된 시험전류 IT를 통과할 때의 전압으로, TVS관이 턴온 되었음을 나타내는 부호전압입니다(P4SMA, P6SMB, 1.5SMC, P4KE, P6KE, 1.5KE 시리즈 모델의 숫자는 파괴전압의 공칭값이고, 그 외의 시리즈의 숫자는 역오프상태 전압값입니다).
TVS관의 파괴전압은 ±5%의 오차범위를 갖습니다("A"가 없는 것은 ±10%).
       ③펄스 피크 전류 IPP: TVS관이 통과시킬 수 있는 10/1000μs파의 최대 피크 전류(8/20μs파의 피크 전류는 이 전류의 약 5배)를 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 같은 계열의 경우, 튜브의 항복 전압이 높을수록 통과시킬 수 있는 피크 전류는 작아집니다.
       ④최대 클램핑 전압 VC : 펄스 피크 전류 IPP가 흐를 때 TVS관 양단에 나타나는 전압.
       ⑤펄스 피크 전력 Pm: 펄스 피크 전력 Pm은 10/1000μs파의 펄스 피크 전류 IPP와 최대 클램핑 전압 VC의 곱, 즉 Pm=IPP*VC를 나타냅니다.

TVS 다이오드 응용 분야
      ① 펄스 피크 전류 IPP 및 최대 클램핑 전압 VC 선택: TVS 튜브를 단독으로 사용하는 경우, 회선에 발생할 수 있는 최대 서지 전류에 따라 적절한 IPP 모델을 선택해야 합니다. TVS 튜브를 500차 보호로 사용하는 경우, 일반적으로 600W ~ XNUMXW면 충분합니다. 이때 최대 클램핑 전압 VC는 보호 대상 장비가 견딜 수 있는 최대 서지 전압(안전 전압)보다 높아서는 안 됩니다.
       ② 신호 전송 회로 보호에 사용할 경우, 전송 신호의 주파수 또는 전송 속도에 주의를 기울여야 합니다. 신호 주파수(전송 속도)가 10MHz(Mb/s) 이상일 때 Cj는 60pF 이하이어야 하며, 신호 주파수(전송 속도)가 100MHz(Mb/s) 이상일 때 Cj는 20pF 이하이어야 합니다. 신호 주파수 또는 전송 속도가 높을 때는 저용량 직렬 진공관을 선택해야 합니다. 저용량 직렬 진공관으로도 요구 사항을 충족하지 못할 경우, TVS 진공관을 고속 회복 다이오드로 구성된 브리지에 연결하여 총 등가 정전용량을 줄이고 전송 신호 주파수를 높여야 합니다. 아래 그림과 같은 회로의 경우, 최대 전송 주파수는 20MHz 이상에 도달할 수 있습니다.

TVS1은 변압기를 포함한 전체 회로를 보호합니다.
TVS2는 후속 회로(변압기를 제외한 전체 회로)에 높은 수준의 보호 기능을 제공합니다. 변압기는 큰 직렬 저항을 갖는 물리적 특성으로 인해 서지 발생 시 회로가 파손될 가능성이 거의 없습니다.
TVS3는 부하에 대한 포괄적인 보호를 제공합니다. 이 경우, 저렴한 단극성 TVS 다이오드가 사용됩니다. 회로에 TVS3만 사용하는 경우, 브리지는 TVS로 보호되지 않으므로, 브리지는 손상을 방지하기 위해 전압 및 전류 비율이 더 높은 소자를 사용해야 합니다.

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