钳位二极管保护威廉希尔官方网站 图 TVS钳位二极管保护原理详解

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描述

一、什么是钳位二极管

钳位二极管其实就是TVS 管,也就是瞬态抑制二极管的简称(Transient Voltage Suppressor)。它是在稳压二极管的基础上发展而来的,是一种二极管形式的新型高效能保护器件,也就是限压型的过压保护器件。

TVS通常采用二极管式的轴向引线封装结构,也有贴片的,TVS的核心单元是芯片,芯片有单极型和双极型两种结构,单极型TVS有一个PN结,双极型TVS有两个PN结。单极性只对一个方向的浪涌电压冲击起保护作用,双极性。

瞬态二极管对相反的极性浪涌电压冲击都起保护作用,相当于两只稳压管反向串联。这种管突出的特点就是具有击穿电压低、响应时间为几十ps数量级、漏电流小、瞬态功率大、无噪声等特点,因此在信号系统内得到广泛的应用及认可。

下面来先了解一下两个二极管反向串联时候是怎工作的,如下图D1和D2两个二极管反向串联在一起,这属于钳位保护威廉希尔官方网站 ,也有利用这种钳位来取过零信号,在钳位威廉希尔官方网站 中,二极管负极接地,则正极端威廉希尔官方网站 被钳位零电位以下;工作时候一次只能有一个二极管导通,而另一个处于截止状态,那么它的正反向压降就会被钳制在二极管正向导通压降0.5-0.7(假如导通压降是此)以下,从而起到保护威廉希尔官方网站 的目的。

二极管

二、钳位二极管保护原理

如下图是TVS管的电压---电流特性。在浪涌电压的作用下,TVS管两极之间电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR 时被击穿,出现了击穿电流,,于是流过 TVS 管的电流将达到峰值脉冲电流 IPP ,其两端的电压也被钳位于预定的最大钳位电压VC以下。其后随着脉冲电流按指数衰减,TVS 管两极的电压也不断下降,最后恢复到初态 ,这就是 TVS 管抑制浪涌电流脉冲功率,保护电子器件的原理。

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三、钳位二极管保护线路

保护威廉希尔官方网站 在很多方面都有应用,例如在电机通断威廉希尔官方网站 应用、电源过压冲击应用、通讯威廉希尔官方网站 防静电保护、各种负载冲击威廉希尔官方网站 等。如下图是其中的四种。

1、线路冲击保护威廉希尔官方网站

这是应用比较多的,一般是在直流的场合,只需要加单向的就可以了,有些还加双向的。

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2、因负载通断引起冲击的保护威廉希尔官方网站

由于很多负载都不是纯阻性的,在关断过程当中都会有一个反向电动势等尖峰电压,很容易损坏负载以及威廉希尔官方网站 元器件。

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3、继电器、接触器等保护威廉希尔官方网站 应用

在继电器有时候也可以反向并联一个快恢复二极管。

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4、电源过压冲击应用

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四、钳位二极管选用

在使用TVS二极管时需要选择合适的管子,要不然达不到既经济又能保护威廉希尔官方网站 的效果,在实际当中一般都要注意以下三点:

1、单向还是双向

由于双向TVS可以在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压箝制到预定水平。如果威廉希尔官方网站 有可能承受来自两个方向的浪涌电压冲击时, 应当选用双向TVS。值得注意的是:双向TVS一般适用于交流威廉希尔官方网站 ,单向TVS一般用于直流威廉希尔官方网站 。

2、最大峰值脉冲功耗

TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于威廉希尔官方网站 中出现的最大瞬态浪涌功率。由于在实际应用过程中,浪涌有可能重复地出现,因此在规定的间隔时间内,重复施加脉冲能量的累积不至于超过TVS器件的脉冲能量额定值。

3、最大反向工作电压

最大反向工作电压的选取也是一个比较重要参数,一般原则是以交流电压的1.4倍来选取TVS管的最大反向工作电压。直流电压则按1.1~1.2倍来选取TVS管的最高反向工作电压。

审核编辑:汤梓红

 

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