Wat is de functie van TVS-diodes?

Home Nieuws Basisbeginselen van elektronica Wat is de functie van TVS-diodes?

2022-11-18 990

De TVS-buis is een hoogefficiënt beveiligingsapparaat. Wanneer de twee uiteinden worden onderworpen aan een onmiddellijke impact met hoge energie, kan de TVS-buis onmiddellijk zijn hoge-weerstandskarakteristieken omzetten in lage-weerstandskarakteristieken, grote stromen absorberen en de spanning aan beide uiteinden van de TVS-buis vastklemmen. Bij een bepaalde waarde (de weerstandsspanningswaarde van de TVS-buis) is het achterste circuit beschermd tegen de impact van voorbijgaande hoge energie en is de veiligheid van het circuit beschermd. Zoals hieronder weergegeven. Simpel gezegd: als de spanningsimpact die het circuit kan weerstaan niet hoger is dan DC24V, las dan een 26V TVS-buis aan de voeding. Wanneer de voedingsspanning de 26V niet overschrijdt, bevindt de TVS-buis zich in een hoogohmige toestand; Na een puls hoger dan 26V kan de TVS-buis de circuitspanning snel op 24V klemmen, waardoor de veiligheid van de printplaat wordt gewaarborgd.

De rol van TVS-diodes
In het algemeen zijn de functies van TVS-diodes:
(1) Door TVS-diodes toe te voegen aan signaal- en stroomkabels kan worden voorkomen dat microprocessoren of microcomputers met één chip defect raken als gevolg van plotselinge overspanningen, zoals de effecten van elektrostatische ontladingen, wisselstroompieken en ruis van de schakelende voeding.
(2) Het elektrostatische ontladingseffect kan pulsen van meer dan 10000 V en 60 A vrijgeven en kan 10 ms duren; algemene TTL-apparaten zullen daarentegen schade veroorzaken wanneer ze 10 V-pulsen van meer dan 30 ms tegenkomen. Het gebruik van TVS-diodes kan pulsen die apparaten zouden beschadigen effectief absorberen en interferentie (overspraak) elimineren die wordt veroorzaakt door het schakelen tussen bussen.
(3) Door de TVS-diode tussen de signaallijn en de aarde te plaatsen, kan worden voorkomen dat de data- en besturingsbus worden beïnvloed door onnodige ruis.

Hoe TVS-diodes werken
De transiënte spanningsonderdrukker (TransientVoltageSuppressor) wordt ook wel een TVS-buis genoemd. De elektrische eigenschappen van een TVS-buis worden bepaald door het PN-overgangsoppervlak, de dopingconcentratie en de waferweerstand. De weerstand tegen piekstromen is evenredig met het PN-overgangsoppervlak. TVS wordt veel gebruikt voor de bescherming van halfgeleiders en gevoelige apparaten, meestal voor de bescherming van secundaire voedingen en signaalcircuits, en is antistatisch. Het kenmerkt zich door een snelle respons (ps-niveau), een klein formaat, een hoog pulsvermogen en een lage klemspanning. Het pulsvermogen van 10/1000 μs varieert van 400 W tot 30 kW en de piekstroom van de puls varieert van 0.52 A tot 544 A; de doorslagspanning varieert van 6.8 V tot 550 V, wat handig is voor gebruik in circuits met verschillende spanningen.
Het apparaat is parallel in het circuit aangesloten. Wanneer het circuit normaal werkt, bevindt het zich in de afgesneden toestand (status met hoge weerstand), wat de normale werking van het circuit niet beïnvloedt. Wanneer het circuit een abnormale overspanning heeft en zijn doorslagspanning bereikt, verandert het snel van een toestand met hoge weerstand naar een toestand met hoge weerstand. De toestand met lage impedantie biedt een geleidingspad met lage impedantie voor de momentane stroom en klemt tegelijkertijd de abnormale hoge spanning binnen een veilig niveau, waardoor het beschermde IC of circuit wordt beschermd; wanneer de abnormale overspanning verdwijnt, keert deze terug naar de toestand met hoge impedantie en werkt het circuit normaal.

TVS-diodekenmerken

TVS-diodekarakteristiekcurve
Belangrijkste karakteristieke parameters
      ①Sperspanning (afsnijspanning) VRWM en sperlekstroom IR: De sperspanning (afsnijspanning) VRWM geeft de hoogste spanning aan waarbij de TVS-buis niet geleidt. Onder deze spanning IR is er slechts een kleine sperlekstroom.
      ②Doorslagspanning VBR: De spanning wanneer de TVS-buis de opgegeven teststroom IT passeert. Dit is de tekenspanning die aangeeft dat de TVS-buis is ingeschakeld (de getallen in de modellen uit de series P4SMA, P6SMB, 1.5SMC, P4KE, P6KE en 1.5KE zijn de doorslagspanningen. De nominale waarde van de spanning, andere reeksen getallen zijn de waarden voor de spanning in omgekeerde uitstand).
De doorslagspanning van de TVS-buis heeft een foutmarge van ±5% (bij de buis zonder "A" is dat ±10%).
       ③Pulspiekstroom IPP: De maximale piekstroom van de 10/1000μs-golf die de TVS-buis doorlaat (de piekstroom van de 8/20μs-golf is ongeveer 5 keer zo hoog). Overschrijding van deze stroomwaarde kan permanente schade veroorzaken. In dezelfde serie geldt: hoe hoger de doorslagspanning van de buis, hoe lager de piekstroom die doorgelaten wordt.
       ④Maximale klemspanning VC: De spanning die aan beide uiteinden van de TVS-buis wordt aangeboden wanneer de pulspiekstroom IPP vloeit.
       ⑤Pulspiekvermogen Pm: Het pulspiekvermogen Pm verwijst naar het product van de pulspiekstroom IPP van 10/1000μs golf en de maximale klemspanning VC, dat wil zeggen Pm=IPP*VC.

TVS-diodetoepassingen
      500. Selectie van pulspiekstroom IPP en maximale klemspanning VC: Wanneer alleen een TVS-buis wordt gebruikt, moet het juiste IPP-model worden geselecteerd op basis van de maximale piekstroom die op de lijn kan optreden. Wanneer de TVS-buis als tweede beveiligingsniveau wordt gebruikt, is 600 W ~ XNUMX W over het algemeen voldoende. Houd er rekening mee dat de maximale klemspanning VC op dit moment niet hoger mag zijn dan de maximale piekspanning (veiligheidsspanning) die de beveiligde apparatuur kan weerstaan.
       10 Bij gebruik voor de beveiliging van signaaloverdrachtcircuits moet rekening worden gehouden met de frequentie of transmissiesnelheid van het verzonden signaal. Wanneer de signaalfrequentie (transmissiesnelheid) ≥ 60 MHz (Mb/s) is, moet Cj ≤ 100 pF zijn; wanneer de signaalfrequentie (transmissiesnelheid) ≥ 20 MHz (Mb/s) is, moet Cj ≤ 20 pF zijn. Bij een hoge signaalfrequentie of transmissiesnelheid moeten buizen met een lage capaciteit worden gebruikt. Wanneer de serie met een lage capaciteit nog steeds niet aan de eisen voldoet, moet de TVS-buis worden aangesloten op de brug met snel herstellende diodes om de totale equivalente capaciteit te verlagen en de transmissiesignaalfrequentie te verhogen. Voor het circuit in de onderstaande afbeelding kan de maximale transmissiefrequentie boven de XNUMX MHz uitkomen.

TVS1 beveiligt het gehele circuit, inclusief de transformator.
TVS2 biedt een hoge mate van bescherming voor het volgende circuit (het gehele circuit behalve de transformator). Vanwege de fysieke aard van de transformator als een grote serieweerstand, is de kans klein dat het circuit wordt onderbroken bij een piekspanning.
TVS3 biedt uitgebreide bescherming voor de belasting. Hiervoor worden goedkopere unipolaire TVS-diodes gebruikt. Als alleen TVS3 in het circuit wordt gebruikt, aangezien de brug niet door TVS wordt beschermd, moet de brug een component met een hogere spanning-stroomverhouding gebruiken om schade te voorkomen.

Vaardigheid van populaire zoekwoorden voor Kinghelm-producten

Song Shiqiang werd door RTHK geïnterviewd over de internationale expansieplannen van Chinese technologiebedrijven te midden van de APEC-kansen in Shenzhen.