#01 Как работает ТВС
TVS (подавители переходного напряжения), подавитель переходного напряжения, также известный как диод лавинного пробоя. Это устройство, состоящее из одного PN-перехода или нескольких PN-переходов, интегрированных с использованием полупроводниковой технологии. ТВС можно разделить на однонаправленные и двунаправленные.Однонаправленные ТВС обычно применяют в цепях питания постоянного тока, а двунаправленные ТВС - в цепях с переменным напряжением. Как показано на рисунке 1, при применении в цепи постоянного тока однонаправленный TVS включен в цепь обратно-параллельно.Когда схема работает нормально, TVS находится в состоянии отсечки (состоянии высокого сопротивления) и не влияет нормальная работа схемы. Когда в цепи возникает аномальное перенапряжение и достигает напряжения пробоя TVS (лавинного), TVS быстро переходит из состояния с высоким сопротивлением в состояние с низким сопротивлением, разряжает мгновенную перегрузку по току, вызванную ненормальным перенапряжением, на землю и в то же время фиксирует аномальное перенапряжение на более низком уровне А, чтобы защитить нижестоящую цепь от повреждения из-за аномального перенапряжения. Когда аномальное перенапряжение исчезает, сопротивление TVS возвращается в состояние высокого сопротивления.
#02 Процесс выбора TVS
Прежде чем выбрать ТВС, надо сначала понять конечную цель выбора:
1. Подходящее напряжение может защитить последующую цепь;
2. Емкость перехода введенного ТВС не может влиять на схему;
3. ТВС имеет достаточный запас мощности и соответствует нормам испытаний, его нельзя отключить до предохранителя. Процесс выбора может осуществляться в соответствии со следующими этапами:
(1) Выберите максимальное рабочее напряжение Vrmw TVS;
(2) Выберите напряжение ограничения TVS VC;
(3) Выберите мощность TVS;
(4) Оценить влияние тока утечки IR;
(5) Оценить влияние емкости перехода;
A. Выберите максимальное рабочее напряжение Vrmw TVS;
При нормальных условиях работы схемы ТВС должен находиться в неактивном состоянии, то есть в отключенном состоянии, поэтому напряжение отключения ТВС должно быть больше максимального рабочего напряжения защищаемой цепи. Это может гарантировать, что TVS не повлияет на работу схемы, когда схема работает нормально. Однако рабочее напряжение TVS также определяет напряжение фиксации TVS. Когда напряжение отключения превышает нормальное рабочее напряжение линии, рабочее напряжение TVS не может быть выбрано слишком высоким. Если оно слишком высокое, напряжение фиксации напряжение также будет выше, поэтому при выборе Vrwm необходимо всесторонне учитывать рабочее напряжение защищаемой цепи и долговечность последующей цепи. Vrwm должно быть больше рабочего напряжения. В противном случае рабочее напряжение, превышающее Vrwm, приведет к увеличению обратного тока утечки TVS, близкому к проводимости, или лавинному пробою, влияющему на нормальную работу схемы. При комплексном рассмотрении Vrwm можно обратиться к следующей формуле:
Vrwm≈1,1~1,2*VCC;--------где VCC — самое высокое рабочее напряжение цепи.
B. Выберите напряжение ограничения TVS VC;
Напряжение ограничения TVS должно быть меньше максимального переходного безопасного напряжения, которое может выдержать нижестоящая защищаемая цепь.VC пропорционально напряжению лавинного пробоя и IPP TVS. Для ТВС одинакового уровня мощности, чем выше напряжение пробоя VC, тем выше напряжение.Максимальное напряжение фиксации Vc выбранного ТВС не может быть больше максимального напряжения, которое может выдержать защищаемая цепь. В противном случае схема будет повреждена, когда TVS будет подключен к Vc. Vc может относиться к следующей формуле:
VC＜Vmax;-----где Vmax — максимальное напряжение, которое может выдержать схема.
C. Выберите мощность TVS ppm (или Ipp);
Номинальная переходная мощность продуктов TVS должна быть больше, чем максимальная переходная мощность, которая может возникнуть в цепи.Теоретически, чем больше мощность TVS, тем лучше, и он может выдерживать большую энергию и время удара.Однако, чем выше чем больше мощность, тем жестче комплектация TVS. Чем больше, тем выше цена, поэтому мощность TVS должна соответствовать только требованиям. Для TVS с разными уровнями мощности значение VC TVS с одинаковыми характеристиками напряжения одинаково, но IPP различен. Следовательно, Pppm пропорциональна Ippm. Чем больше Ippm, тем больше Pppm. Для определенной цепи существуют соответствующие требования к испытаниям. Предположим, что максимальный испытательный ток в реальной цепи равен Iactual, тогда Iactual можно оценить как:
Iactual=Uactual/Ri;---------где Uactual — испытательное напряжение, а Ri — испытательное внутреннее сопротивление.
TVS должен пройти испытание, поэтому в реальной схеме требуется минимальная мощность TVS при форме сигнала 10/1000 мкс: ------- где di/dt — коэффициент преобразования формы сигнала, если фактическая форма испытательного сигнала другие формы сигнала, например 8/20 мкс. Для формы сигнала рекомендуется выбрать di/dt. Например, тестовый сигнал имеет форму 10/1000 мкс. При фактическом выборе TVS должен оставлять определенный запас. Выбор мощности TVS Pppm должно следовать Pppm>Pactual.
D. Оцените влияние на основе емкости перехода и тока утечки выбранного TVS.
Если TVS используется в защите высокоскоростных портов ввода-вывода, дискретизации аналогового сигнала и маломощном оборудовании, необходимо учитывать влияние емкости перехода и тока утечки. Чем меньше эти два параметра, тем лучше.
#03 Расстояние выбора TVS
Данные — это скучно, давайте в качестве примеров приведем реальные случаи. Нормальное рабочее напряжение VCC цепи составляет 24 В, максимальное рабочее напряжение Vmax составляет 26 В, максимальное переходное напряжение, которое может выдержать последующая цепь, составляет 50 В, форма испытательного сигнала эксперимента - форма сигнала 8/20 мкс, испытательное напряжение - 500 В. проверяются внутреннее сопротивление источника питания и PPTC. Общее статическое сопротивление составляет 2 Ом. Выберите подходящий ТВС на основе приведенной выше информации.
1) Выберите самое высокое рабочее напряжение TVS.
Vrmw≈1,1~1,2*VCC=26~28В
2) Выберите напряжение ограничения TVS.
ВК＜Vмакс=50В
3) Рассчитайте фактическую мощность тестового сигнала.
Фактическое =Vc**=50*(500/3)*1/2=4166 Вт
По результатам расчета можно выбрать TVS 5.0SMDJ26A. Поскольку этот TVS используется на порте питания, емкость перехода и ток утечки в основном незначительны.
Рис. 3. Ключевые параметры TVS 5.0SMDJ26A
Ebyte специализируется на индустрии беспроводной связи IoT, всегда уделяет внимание развитию технологий и отрасли связи IoT и находится в авангарде технологий беспроводной связи IoT. Ebyte разработала простые в использовании, высококачественные и доступные модули беспроводной связи, включая модули Wi-Fi, модули Bluetooth, модули Zigbee, модули NB, модули 4G, частные беспроводные модули, LoRa и LoRaWAN. Подождите, пока появится модуль.Для более подробной информации о продукции и информации посетите наш официальный сайт: https://www.ru-ebyte.com
标签：,VC,TVS,Vc,VCC,Pppm,Vrwm From： https://www.cnblogs.com/serialmodule/p/17834225.html