Chức năng của điốt TVS là gì?

Trang chủ Tin tức Khái niệm cơ bản về điện tử Chức năng của điốt TVS là gì?

2022-11-18 990

Ống TVS là một thiết bị bảo vệ hiệu quả cao. Khi hai đầu chịu tác động năng lượng cao tức thời, ống TVS có thể ngay lập tức chuyển đổi đặc tính điện trở cao thành đặc tính điện trở thấp, hấp thụ dòng điện lớn và kẹp điện áp ở cả hai đầu của ống TVS. Ở một giá trị nhất định (giá trị điện áp chịu được của ống TVS), mạch phía sau được bảo vệ khỏi tác động của năng lượng cao thoáng qua và sự an toàn của mạch được bảo vệ. Như hình dưới đây. Nói một cách đơn giản, nếu điện áp tác động mà mạch có thể chịu được không cao hơn DC24V thì hãy hàn một ống TVS 26V ở nguồn điện. Khi điện áp nguồn không vượt quá 26V, ống TVS ở trạng thái trở kháng cao; Sau khi xung cao hơn 26V, ống TVS có thể nhanh chóng kẹp điện áp mạch về 24V, đảm bảo an toàn cho bảng mạch.

Vai trò của điốt TVS
Nhìn chung, chức năng của điốt TVS là:
(1) Việc thêm điốt TVS vào đường dây tín hiệu và đường dây điện có thể ngăn chặn bộ vi xử lý hoặc máy vi tính chip đơn trục trặc do các xung điện áp tức thời, chẳng hạn như hiệu ứng phóng tĩnh điện, xung điện áp AC và tiếng ồn của nguồn điện chuyển mạch.
(2) Hiệu ứng phóng tĩnh điện có thể giải phóng xung điện áp trên 10000V và 60A, kéo dài trong 10ms; trong khi các thiết bị TTL thông thường, khi gặp xung điện áp trên 10ms (30V) sẽ dẫn đến hư hỏng. Việc sử dụng diode TVS có thể hấp thụ hiệu quả các xung có thể gây hư hỏng thiết bị và loại bỏ nhiễu (nhiễu xuyên âm) do chuyển mạch giữa các bus gây ra.
(3) Đặt diode TVS giữa đường tín hiệu và mặt đất có thể ngăn chặn bus dữ liệu và điều khiển bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn không cần thiết.

Nguyên lý hoạt động của điốt TVS
Bộ triệt điện áp tức thời (TransientVoltageSuppressor) được gọi là ống TVS. Các đặc tính điện của ống TVS được xác định bởi diện tích tiếp giáp PN, nồng độ pha tạp và điện trở wafer. Khả năng chịu dòng điện xung của nó tỷ lệ thuận với diện tích tiếp giáp PN. TVS được sử dụng rộng rãi để bảo vệ chất bán dẫn và các thiết bị nhạy cảm, thường là để bảo vệ nguồn điện thứ cấp và mạch tín hiệu, và chống tĩnh điện. Nó có đặc điểm là phản ứng nhanh (mức ps), kích thước nhỏ, công suất xung cao và điện áp kẹp thấp. Công suất xung sóng 10/1000μs của nó dao động từ 400W đến 30KW, và dòng điện cực đại xung dao động từ 0.52A đến 544A; điện áp đánh thủng có một loạt các giá trị từ 6.8V đến 550V, thuận tiện để sử dụng trong các mạch có nhiều điện áp khác nhau.
Thiết bị được kết nối song song trong mạch. Khi mạch hoạt động bình thường thì ở trạng thái cắt (trạng thái điện trở cao), không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch. Khi mạch có hiện tượng quá điện áp bất thường và đạt đến điện áp đánh thủng, nó sẽ nhanh chóng chuyển từ trạng thái điện trở cao sang trạng thái điện trở cao. Trạng thái trở kháng thấp cung cấp đường dẫn trở kháng thấp cho dòng điện tức thời, đồng thời kẹp điện áp cao bất thường ở mức an toàn, từ đó bảo vệ IC hoặc mạch được bảo vệ; khi quá điện áp bất thường biến mất, nó trở về trạng thái trở kháng cao và mạch hoạt động bình thường.

Đặc điểm của diode TVS

Đường cong đặc tính của diode TVS
Các thông số đặc trưng chính
      ①Điện áp trạng thái tắt ngược (điện áp cắt) VRWM và dòng điện rò ngược IR: Điện áp trạng thái tắt ngược (điện áp cắt) VRWM biểu thị điện áp cao nhất mà ống TVS không dẫn điện và chỉ có một dòng điện rò ngược nhỏ dưới điện áp IR này.
      ②Điện áp đánh thủng VBR: Điện áp khi ống TVS vượt qua dòng điện thử nghiệm quy định IT, đây là điện áp dấu hiệu cho biết ống TVS đang được bật (các số trong các model dòng P4SMA, P6SMB, 1.5SMC, P4KE, P6KE và 1.5KE là giá trị điện áp đánh thủng danh định, các dãy số khác là giá trị điện áp trạng thái tắt ngược).
Điện áp đánh thủng của ống TVS có phạm vi sai số là ±5% (ống không có chữ "A" là ±10%).
       ③ Dòng điện cực đại xung IPP: Dòng điện cực đại của sóng 10/1000μs mà ống TVS cho phép đi qua (dòng điện cực đại của sóng 8/20μs gấp khoảng 5 lần), vượt quá giá trị dòng điện này có thể gây hư hỏng vĩnh viễn. Trong cùng một dãy, điện áp đánh thủng của ống càng cao thì dòng điện cực đại cho phép đi qua càng nhỏ.
       ④Điện áp kẹp tối đa VC: Điện áp xuất hiện ở cả hai đầu của ống TVS khi dòng điện cực đại xung IPP chạy qua.
       ⑤Công suất cực đại xung Pm: Công suất cực đại xung Pm đề cập đến tích của dòng điện cực đại xung IPP của sóng 10/1000μs và điện áp kẹp tối đa VC, nghĩa là Pm=IPP*VC.

Ứng dụng của Diode TVS
      ① Lựa chọn dòng điện xung đỉnh IPP và điện áp kẹp tối đa VC: Khi sử dụng riêng ống TVS, nên chọn model IPP phù hợp theo dòng xung sét tối đa có thể xuất hiện trên đường dây. Khi sử dụng ống TVS làm cấp bảo vệ thứ hai, thông thường 500W ~ 600W là đủ. Cần lưu ý rằng điện áp kẹp tối đa VC tại thời điểm này không được lớn hơn điện áp xung sét tối đa (điện áp an toàn) mà thiết bị được bảo vệ có thể chịu được.
       ② Khi sử dụng để bảo vệ mạch truyền tín hiệu, cần chú ý đến tần số hoặc tốc độ truyền của tín hiệu được truyền. Khi tần số tín hiệu (tốc độ truyền) ≥ 10MHz (Mb/s), Cj phải ≤ 60pF; khi tần số tín hiệu (tốc độ truyền) ≥ 100MHz (Mb/s), Cj phải ≤ 20pF. Khi tần số tín hiệu hoặc tốc độ truyền cao, nên chọn đèn nối tiếp có điện dung thấp. Khi đèn nối tiếp có điện dung thấp vẫn không đáp ứng được yêu cầu, nên kết nối đèn TVS với cầu diode phục hồi nhanh để giảm tổng điện dung tương đương và tăng tần số tín hiệu truyền. Đối với mạch được hiển thị trong hình dưới đây, tần số truyền tối đa có thể đạt trên 20MHz.

TVS1 bảo vệ toàn bộ mạch điện bao gồm cả máy biến áp.
TVS2 cung cấp mức độ bảo vệ cao cho mạch tiếp theo (toàn bộ mạch ngoại trừ máy biến áp). Do bản chất vật lý của máy biến áp là điện trở nối tiếp lớn, nên khả năng mạch bị đứt khi bị xung điện áp là rất thấp.
TVS3 cung cấp khả năng bảo vệ toàn diện cho tải. Ở đây, chúng tôi sử dụng diode TVS đơn cực giá rẻ hơn. Nếu chỉ sử dụng TVS3 trong mạch, vì cầu không được bảo vệ bởi TVS, cầu nên sử dụng linh kiện có tỷ số điện áp/dòng điện cao hơn để tránh hư hỏng.

Mức độ hiển thị của các từ khóa tìm kiếm phổ biến cho sản phẩm Kinghelm

Trang Tiếp

Ông Song Shiqiang đã được đài RTHK phỏng vấn, nói về lộ trình mở rộng ra nước ngoài của các thương hiệu công nghệ Trung Quốc trong bối cảnh các cơ hội APEC tại Thâm Quyến.