TVS二極管的選型和應(yīng)用測(cè)試計(jì)算實(shí)例

TVS二極管的選型和應(yīng)用測(cè)試計(jì)算實(shí)例

君耀電子FAE：

TVS二極管的選型和應(yīng)用測(cè)試計(jì)算實(shí)例

很多工程師在電路設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)考慮到EMC，但是在ESD方面卻是很少考慮或甚至不考慮。個(gè)人認(rèn)為有些是產(chǎn)品特性或是成本原因不考慮防雷防靜電，但據(jù)了解， 相當(dāng)多的工程師特別是比較年輕的工程師都不知道TVS在電路保護(hù)中的重要性，有些工程師甚至都沒聽說過TVS管。大家都知道衛(wèi)星高頻頭的生產(chǎn)車間對(duì)靜電要 求不亞于手機(jī)的生產(chǎn)，但本人在做幾年的LNB設(shè)計(jì)中都沒接觸過TVS，也是后來的工作中才慢慢接觸到一些。理論上，大部分有可能會(huì)接觸靜電的電路都應(yīng)該要 加TVS以保護(hù)，比如手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品，秋天就很容易接觸人體大量靜電；比如交換機(jī)等通信產(chǎn)品，一個(gè)閃電就很容易會(huì)在它們連接的線纜形成很強(qiáng)的脈沖波，這些 都很容易對(duì)電路構(gòu)成威脅。下面我們就對(duì)TVS的一些應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的了解，希望通過簡(jiǎn)單的例子讓大家對(duì)TVS有比較直觀的認(rèn)識(shí)。不同型號(hào)規(guī)格TVS的原 理都是一樣，大家在選型的時(shí)候根據(jù)需要去找一下內(nèi)部結(jié)構(gòu)合適自己產(chǎn)品的型號(hào)和規(guī)格就可以了。以上觀點(diǎn)如有不妥，請(qǐng)各位大俠包涵指點(diǎn)。

一、TVS二極管的選型步驟如下：

1.確定待保護(hù)電路的直流電壓或持續(xù)工作電壓。如果是交流電，應(yīng)計(jì)算出最大值，即用有效值*1.414。

2.TVS的反向變位電壓即工作電壓（VRWM）--選擇TVS的VRWM等于或大于上述步驟1所規(guī)定的操作電壓。這就保證了在正常工作條件下TVS吸收的電流可忽略不計(jì),如果步驟1所規(guī)定的電壓高于TVS的VRWM ,TVS將吸收大量的漏電流而處于雪崩擊穿狀態(tài)，從而影響電路的工作。

3.最大峰值脈沖功率：確定電路的干擾脈沖情況,根據(jù)干擾脈沖的波形、脈沖持續(xù)時(shí)間,確定能夠有效抑制該干擾的TVS峰值脈沖功率。

4.所選TVS的最大箝位電壓（VC）應(yīng)低于被保護(hù)電路所允許的最大承受電壓。

5.單極性還是雙極性-常常會(huì)出現(xiàn)這樣的誤解即雙向TVS用來抑制反向浪涌脈沖，其實(shí)并非如此。雙向TVS用于交流電或來自正負(fù)雙向脈沖的場(chǎng)合。TVS有時(shí)也用于減少電容。如果電路只有正向電平信號(hào)，那麼單向TVS就足夠了。TVS操作方式如下：正向浪涌時(shí),TVS處于反向雪崩擊穿狀態(tài)；反向浪涌時(shí)，TVS類似正向偏置二極管一樣導(dǎo)通并吸收浪涌能量。在低電容電路里情況就不是這樣了。應(yīng)選用雙向TVS以保護(hù)電路中的低電容器件免受反向浪涌的損害。

6.如果知道比較準(zhǔn)確的浪涌電流IPP，那么可以利用VC來確定其功率，如果無法確定功率的概范圍，一般來說，選擇功率大一些比較好。

二、交流電路電源保護(hù)計(jì)算實(shí)例

圖1為微機(jī)電源采用TVS管作線路保護(hù)的原理圖。

圖1  微機(jī)電源部分原理圖

下面就圖1中的線路保護(hù)加以說明。

①  在進(jìn)線的交流220 V處加雙向TVS管D1，以抑制220 V交流電網(wǎng)中的尖峰干擾。雙向TVS管D1的

選取D1時(shí)根據(jù)上述參數(shù)，通過查表即可得到。

②  在變壓器進(jìn)線處加上抗干擾的電源線濾波器，以消除小尖峰干擾。

③  在變壓器輸出端交流20 V處加上雙向TVS管D2，再一次抑制干擾。雙向TVS管D2的

選取D2時(shí)根據(jù)上述參數(shù)，通過查表即可得到。

④  整流濾波輸出直流10 V時(shí)，加上單向TVS管D3抑制干擾。單向TVS管D3的

選取D3時(shí)根據(jù)上述參數(shù)，通過查表即可得到。

通過如上4次抑制，得到了所謂的“凈化電源”。為了防雷擊等浪涌電壓，還可在交流220 V進(jìn)線端加上壓敏電阻器，以便更有效地防止干擾進(jìn)入計(jì)算機(jī)的CPU及存儲(chǔ)器中，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。