1、特性
TVS管有單向與雙向之分,單向TVS管的特性與穩(wěn)壓二極管相似,雙向TVS管的特性相當(dāng)于兩個(gè)穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián),其主要特性參數(shù)有:
?、俜聪驍鄳B(tài)電壓(截止電壓)VRWM與反向漏電流IR:反向斷態(tài)電壓(截止電壓)VRWM表示TVS管不導(dǎo)通的最高電壓,在這個(gè)電壓下只有很小的反向漏電流IR。
?、趽舸╇妷篤BR:TVS管通過規(guī)定的測(cè)試電流IT時(shí)的電壓,這是表示TVS管導(dǎo)通的標(biāo)志電壓。
?、勖}沖峰值電流IPP:TVS管允許通過的10/1000μs波的最大峰值電流(8/20μs波的峰值電流約為其5倍左右),超過這個(gè)電流值就可能造成永久性損壞。在同一個(gè)系列中,擊穿電壓越高的管子允許通過的峰值電流越小。
?、茏畲篌槲浑妷篤C:TVS管流過脈沖峰值電流IPP時(shí)兩端所呈現(xiàn)的電壓。
?、菝}沖峰值功率Pm:脈沖峰值功率Pm是指10/1000μs波的脈沖峰值電流IPP與最大箝位電壓VC的乘積,即Pm=IPP*VC。
?、薹€(wěn)態(tài)功率P0:TVS管也可以作穩(wěn)壓二極管用,這時(shí)要使用穩(wěn)態(tài)功率。
⑦極間電容Cj:與壓敏電阻一樣,TVS管的極間電容Cj也較大,且單向的比雙向的小,功率越大的電容也越大。
TVS是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),它能以10的負(fù)12次方秒量級(jí)的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值,有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件,免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表(電度表),RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、數(shù)字照相機(jī)的保護(hù)、共模/差模保護(hù)、RF耦合/IC驅(qū)動(dòng)接收保護(hù)、電機(jī)電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個(gè)領(lǐng)域。
2、區(qū)別
電壓及電流的瞬態(tài)干擾是造成電子電路及設(shè)備損壞的主要原因,常給人們帶來無法估量的損失。這些干擾通常來自于電力設(shè)備的起停操作、交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定、雷擊干擾及靜電放電等,瞬態(tài)干擾幾乎無處不在、無時(shí)不有,使人感到防不勝防。幸好,一種高效能的電路保護(hù)器件TVS的出現(xiàn)使瞬態(tài)干擾得到了有效抑制,TVS(Transient Voltage Suppressor) 或稱瞬態(tài)抑制二極管,是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品,其電路符號(hào)和普通穩(wěn)壓二極管相同,外形也與普通二極管無異,當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí),它能以極高的速度(最高達(dá)1/(10^12)秒)使其阻抗驟然降低,同時(shí)吸收一個(gè)大電流,將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上,從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。如果是使用的話,TVS有二極管類,和壓敏電阻類。我個(gè)人認(rèn)為壓敏電阻類更有優(yōu)勢(shì),目前廣泛用于手機(jī),LCD模組,及一些比較精密的手持設(shè)備。特別是出口歐洲的產(chǎn)品一般都要加,來作為靜電防護(hù)的主要手段之一。
TVS和齊納穩(wěn)壓管都能用作穩(wěn)壓,但是齊納擊穿電流更小,大于10V的穩(wěn)壓只有1mA,相對(duì)來說要比齊納二極管擊穿電流要大不少,但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。
在電路中一般工作于反向截止?fàn)顟B(tài),此時(shí)它不影響電路的任何功能。TVS在規(guī)定的反向應(yīng)用條件下,當(dāng)電路中由于雷電、各種電器干擾出現(xiàn)大幅度的瞬態(tài)干擾電壓或脈沖電流時(shí),它在極短的時(shí)間內(nèi)(最高可達(dá)到1×10-12秒)迅速轉(zhuǎn)入反向?qū)顟B(tài),并將電路的電壓箝位在所要求的安全數(shù)值上,從而有效的保護(hù)電子線路中精密元器件免受損壞。干擾脈沖過去后,TVS又轉(zhuǎn)入反向截止?fàn)顟B(tài)。由于在反向?qū)〞r(shí),其箝位電壓低于電路中其它器件的最高耐壓,因此起到了對(duì)其它元器件的保護(hù)作用。TVS能承受的瞬時(shí)脈沖功率可達(dá)上千瓦,其箝位時(shí)間<1ns[1]。TVS根據(jù)極性可分為單向和雙向TVS。單向TVS一般適用于直流電路,雙向TVS一般適用于交流電路中。由于TVS起保護(hù)作用時(shí)動(dòng)作迅速、壽命長、使用方便,因此在瞬變電壓防護(hù)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。
各參數(shù)說明如下:
1、擊穿電壓V(BR)
2、最大反向脈沖峰值電流Ippm
3、最大反向工作電壓VRWM
4、最大鉗位電壓VC(max)
5、反向脈沖峰值功率Pppm
6、 電容CPP
7、 漏電流IR
3、比較
在電子應(yīng)用領(lǐng)域中必不可少地要對(duì)靜電放電(IEC61000-4-2)、瞬態(tài)電壓、喀啦聲(IEC61000-4-4)EFT,和浪涌電壓抗擾度(IEC61000-4-5)進(jìn)行防護(hù),從而保護(hù)電子電路的安全和可靠性,在保護(hù)領(lǐng)域中,有兩種保護(hù)元件,一個(gè)是具有雪崩特性的TVS半導(dǎo)體二極管,一個(gè)是多層壓敏電阻,為了合理使用,需對(duì)TVS和MOV進(jìn)行比較,以求正確選用,達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)化選擇。
PROTEK公司的TVS半導(dǎo)體二極管,設(shè)計(jì)有高靈敏度的N/P結(jié),它的特性是產(chǎn)生雪崩效應(yīng),效應(yīng)與半導(dǎo)體的結(jié)面積成正比,通過控制結(jié)面積的摻雜濃度和基片的電阻率使它可以吸收大量的瞬態(tài)電流,產(chǎn)生雪崩特性,從而可控制浪涌電流的能力,是一種特殊制造工藝的高科技產(chǎn)品。
多層壓敏電阻是將氧化鋅材料壓入到長方形中,形成多晶粒結(jié)構(gòu),分成多層以形成更加均勻一致的控制區(qū),通過導(dǎo)通阻擾的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)浪涌電流的吸收能力,是一種特殊元件。
雪崩擊穿二極管TVS和多層氧化鋅壓敏電阻都靠改變自身的阻擾特性來進(jìn)行靜電放電,瞬態(tài)電壓和浪涌電壓的控制,而主要差異是導(dǎo)通后的阻擾,TVS有高靈敏度的N/P結(jié)進(jìn)行控制,其導(dǎo)通阻擾很低,而MOV的導(dǎo)通阻擾要比TVS高出許多,從而導(dǎo)致箝位電壓、箝位比率的差異。
4、應(yīng)用
TVS主要用于對(duì)電路元件進(jìn)行快速過電壓保護(hù)。它能"吸收"功率高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌信號(hào)。TVS具有體積小、功率大、響應(yīng)快、無噪聲、價(jià)格低等諸多優(yōu)點(diǎn),它的應(yīng)用十分廣泛,如:家用電器;電子儀器;儀表;精密設(shè)備;計(jì)算機(jī)系統(tǒng);通訊設(shè)備;RS232、485及 CAN等通訊端口;ISDN的保護(hù);I/O端口;IC電路保護(hù);音、視頻輸入;交、直流電源;電機(jī)、繼電器噪聲的抑制等各個(gè)領(lǐng)域。它可以有效地對(duì)雷電、負(fù)載開關(guān)等人為操作錯(cuò)誤引起的過電壓沖擊起保護(hù)作用,下面是幾個(gè)TVS在電路應(yīng)用中的典型例子。
TVS用于交流電路:見圖6,這是一個(gè)雙向TVS在交流電路中的應(yīng)用,可以保護(hù)整流橋及負(fù)載中所有的元器件。圖7所示為用單向TVS并聯(lián)于整流管旁側(cè)以保護(hù)整流管不被瞬時(shí)脈沖擊穿。圖8中TVS1是一只雙向TVS管,它正負(fù)兩個(gè)方向均可"吸收"瞬時(shí)大脈沖,把電路電壓箝制到預(yù)定水平。這類雙向TVS用于交流電路是極方便的。它可以保護(hù)變壓器以后的所有電路元件。由于加上TVS1,電路保險(xiǎn)絲容量要加大。TVS2也是一只雙向 TVS管,它可以對(duì)橋式整流器及以后的電路元件實(shí)行過電壓保護(hù)。它的Vb值及VC值應(yīng)與變壓器副邊輸出電壓相適應(yīng)。TVS3是一只單向TVS管,因?yàn)榧釉谒厦娴碾妷菏且颜骱蟮闹绷麟妷?TVS3 只保護(hù)負(fù)載不受過電壓沖擊,電路中可以根據(jù)需要使用三個(gè)TVS 管中的一只或幾只。
內(nèi)容來自百科網(wǎng)