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EMC电磁兼容——常用器件(TVS)

TMSI电感系列 来源:TMSI电感系列 作者:TMSI电感系列 2025-01-16 14:38 次阅读

实用性高值得收藏!!

(时源芯微)时源 专注于EMC整改与服务,配备完整器件

TVS全称[Transient]Voltage Suppre,亦称TVS管、瞬态抑制二极管等,有单向和双向之分。单向TVS 一般应用于[直流供电电路],双向TVS 应用于[电压交变]的电路。在直流电路的应用中,TVS被并联接入电路中。在电路处于正常运行状态时,TVS会保持截止状态,从而不对电路的正常工作产生任何影响。然而,一旦电路中出现异常的过电压,并且这个电压达到TVS的击穿阈值时,TVS的状态就会从高阻态转变为低阻态。此时,它能够有效地将由于异常过电压而产生的瞬时过电流导入地面,同时,还能将异常过电压限制在一个较低的水平,从而确保后级电路不会因异常过电压而受到损害。当异常过电压消失后,TVS会再次恢复到其原始的高阻态。

image.png

TVS管防护电路主要划分为两大类别:一是电源接口防护,二是信号接口防护。

电源接口防护主要参数:工作电压、功率以及防护策略

信号接口防护主要参数:信号速率、结电容值、功率、信号电平以及防护策略

image.png

在选择TVS时

(1)确定其最高工作电压Vrmw。

在电路正常运作时,TVS应处于非工作状态,即截止状态,因此其截止电压需高于被保护电路的最高工作电压,以确保TVS在电路正常运行时不会干扰电路。

1)AC供电,TVS的反向关断电压Vrwm应大于等于电路最大工作电压V的1.414倍;

2)DC供电,Vrwm则应大于等于V。

(2)需选择TVS的钳位电压VC。

此电压应低于后级被保护电路所能承受的最大瞬态安全电压。钳位电压VC与TVS的雪崩击穿电压及峰值脉冲功率吸收能力(IPP)均成正比。

1)最大钳位电压Vmax通常应设定在Vrwm的1.5至2.0倍之间。

(3)选择TVS的功率时

需确保其额定瞬态功率大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率。理论上,TVS的功率越大,其承受冲击能量和次数的能力就越强。

1)TVS所需满足的最小峰值功率P应大于等于Vmax与IPP的乘积,即P≥VmaxI PP ,其中Vmax为(1.5~2.0)Vrwm。

(4)需评估TVS结电容对电路的影响。

若TVS用于高速IO端口防护、模拟信号采样或低功耗设备中,则需考虑结电容和漏电流的影响。在这些应用中,结电容和漏电流的参数越小越好。

1)信号速率低于10kHz时,一般选择结电容小于1000pF的TVS;

2)信号速率在10kHz至100kHz之间时,选择结电容小于300pF的TVS;

3)信号速率在100kHz至1MHz之间时,选择结电容小于100pF的TVS;

4)而信号速率高于1MHz时,则应选择结电容小于50pF的TVS。

审核编辑 黄宇

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