TVS知识
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TVS原理及使用方法TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种用于保护电子设备免受瞬态过电压(Transient Overvoltage)侵害的设备。
它广泛应用于电子设备、通信设备、工控设备等各种领域,具有很高的可靠性和稳定性。
本文将介绍TVS的原理和使用方法。
一、TVS的原理1.1瞬态过电压瞬态过电压是指在电路中由于电源开关操作、雷击、电感元件断开等原因产生的瞬时高电压脉冲。
这种过电压会使电路中的电子元件受到损害。
1.2TVS的工作原理TVS是一种专门用于抑制瞬态过电压的二极管。
它由PN结构构成,与普通二极管相似。
当TVS两端的电压低于它的工作电压(Breakdown Voltage)时,TVS处于关闭状态。
但当受到瞬态过电压的作用,TVS的电压会超过它的工作电压,突破“开启电压”的极限,电流迅速增大,形成一个短时间的低阻抗通路,将瞬态过电压引导到地,保护其他电子元件不受到损害。
当电压回到正常工作范围时,TVS会恢复到关闭状态。
1.3TVS的结构TVS一般由两个PN结构组成,分别是击穿结和环形结。
在击穿结之前,TVS是一个高阻抗状态。
而在击穿结后,TVS变为低阻抗状态,使过电压电流大量通过,起到保护的作用。
二、TVS的使用方法2.1构造电路TVS通常被连接在需要保护的器件或电路的正负极之间,以防止瞬态过电压对其产生伤害。
在构造电路时,需要按照以下步骤进行:-在需要保护的电路之前添加一个继电器或开关。
-将TVS连接到继电器或开关的输出端。
-将TVS的另一端连接到地。
2.2TVS的选择选择合适的TVS需要考虑以下几个因素:-TVS的击穿电压必须大于或等于被保护电子设备的工作电压。
-TVS的击穿电流能够处理瞬态过电压产生的电流。
-TVS的响应速度越快越好,以便在瞬态过电压来临时迅速起作用。
2.3TVS的应用范围由于TVS能够有效地抑制瞬态过电压,因此它适用于以下多个领域的电子设备保护:-电子设备:计算机、电视、音响等家电设备的保护。
瞬态抑制器TVS技术介绍1.静电的产生简单的说就是两物质经由接触摩擦而失去电子或得到电子,使带「不流动」的电荷称之静电。
举例说明:垫板经由与人体摩擦后可吸引头发;尼龙裤或羊毛衣脱下时,因与人体摩擦而产生静电,在接触到空气而中和,以至于发出霹ㄆㄚ声响。
相对湿度也是影响摩擦生电的电量大小的因素,再低于45度以下时,会产生比处于55度以上的湿度下,更大的电压,破坏性也相对较大。
合理的相对湿度在30~60度之间*静电的能量公式如下静电的能量=1/2*C*V²Q=C*V电荷总量不变若C减少则V增加2.ESD故障模式※人体放电模式HBM(Human-Body Model)※组件充电模式CDM(Charged-Device Model)※机器放电模式MM(Machine Model)※电场感应模式FIM(Field-Induced Model)HBM模式概念摩擦-带电-接触-放电-损坏人体经由某种因素累积了静电,此时若接触到IC的接脚或其它导电部分,因两者之间电位不同,而IC某处又提供静电电荷消散路径时,将发生静电电荷消散,最后达到电荷平衡状态,在此一过程的极短时间(ns)内产生数安培的放电电流。
CDM模式概念IC因摩擦或者其它因素而在IC内部累积了静电电荷,当IC在处理过程中,若碰触到接地表面,则静电将至内部流出造成放电现象,CDM上升时间约100ps,损坏时间则在20-50ps间即发生。
MM模式概念机器放电模式是指在IC生产过程中,因为制程的自动化、机械化,生产机台本身因此累积了静电电荷,当机器碰触IC时,静电电荷便从IC接脚放电。
FIM模式概念电场感应模式意指当IC因输送带或其它因素经过一电场时,其相对极性电荷可能会自IC接脚排放,待IC通过电场之后,IC本身便累积了静电电荷,此电荷便会以类似CDM模式放电。
3.静电放电的失效判定标准通常有下列三种方法:故障等级:等级A:经ESD测试后系统功能正常。
tvs等效电阻摘要:S 等效电阻的定义S 等效电阻的作用S 等效电阻的计算方法S 等效电阻的应用实例正文:一、TVS 等效电阻的定义TVS(Transient Voltage Suppressor)等效电阻,又称瞬态电压抑制器等效电阻,是一种用于保护电子设备免受瞬态电压干扰的元件。
TVS 等效电阻能够在很短的时间内承受和抑制很高的电压,从而保护设备内部元件免受损坏。
二、TVS 等效电阻的作用1.抑制瞬态电压:TVS 等效电阻能够在电压瞬间升高时,承受并分散电压,避免设备内部元件受到过高电压的损害。
2.提高设备抗干扰能力:TVS 等效电阻可以有效抑制电磁干扰、静电放电等瞬态电压对设备的影响,提高设备的稳定性和可靠性。
3.保护设备内部元件:TVS 等效电阻可以防止设备内部元件因瞬态电压而损坏,延长设备使用寿命。
三、TVS 等效电阻的计算方法TVS 等效电阻的计算方法通常根据其工作电压、最大抑制电压和最大泄漏电流等参数进行。
在实际应用中,可以根据以下步骤进行计算:1.确定TVS 等效电阻的工作电压:根据设备工作电压选择合适的TVS 等效电阻。
2.确定TVS 等效电阻的最大抑制电压:根据设备所能承受的最大瞬态电压选择TVS 等效电阻的最大抑制电压。
3.确定TVS 等效电阻的最大泄漏电流:根据设备对瞬态电压的响应时间和容限电流选择TVS 等效电阻的最大泄漏电流。
4.根据上述参数选择合适的TVS 等效电阻。
四、TVS 等效电阻的应用实例1.电源保护:TVS 等效电阻可用于电源输入端,抑制瞬态电压对电源供应的影响,保证设备正常工作。
2.信号线保护:在信号线中加入TVS 等效电阻,可以抑制瞬态电压对信号传输的影响,保证信号完整性。
3.静电保护:在设备接口处加入TVS 等效电阻,可以有效抑制静电放电对设备的损害。
一、TVS是什么?TVS二极管的作用瞬态二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS,是一种二极管形式的高效能保护器件。
当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表)、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。
具体有以下三大特点:1、将TVS二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲,如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
2、静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲,并能持续10ms;而一般的TTL 器件,遇到超过30ms的10V脉冲时,便会导至损坏。
利用TVS二极管,可有效吸收会造成器件损坏的脉冲,并能消除由总线之间开关所引起的干扰(Crosstalk)。
3、将TVS二极管放置在信号线及接地间,能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。
TVS二极管特点:反应速度快(为pS级),体积小,箝位电压低,可靠性高。
10/1000μs波脉冲功率从400W~30000W,脉冲峰值电流从几安~几百安。
常用的TVS管的击穿电压有从5V到550V的系列值。
且可靠性高,在TVS管规范之工作范围内,性能可靠,不易劣化,使用寿命长。
电⼦电路中的防静电元件:TVS(瞬变电压抑制⼆极管)ESD静电放电⼆极管TVS是⼀种过压、防静电保护元件,是为⾼速数据传输应⽤的I/O端⼝保护设计的器件。
ESD静电⼆极管是⽤来避免电⼦设备中的敏感电路受到ESD(静电放电)的影响。
ESD静电⼆极管(Electrostatic Discharge Protection Devices),⼜称瞬态抑制⼆极管阵列(TVS Array)。
ESD是多个 TVS 晶粒或⼆极管采⽤不同的布局做成具有特定功能的多路或单路 ESD 保护器件,主要应⽤于各类通信界⾯ ESD 保护,如 USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD 等。
ESD 静电⼆极管封装多样化,从单路的 DFN0201到多路的 SOT-26、SO-08、SOP-16等,电路设计⼯程师可以根据电路板布局及界⾯类型选择不同封装的TVS。
ESD静电⼆极管选型:1、ESD静电⼆极管使⽤时是并联在被保护电路上,正常情况下对线路的⼯作不应产⽣任何的影响;2、击穿电压VBR 的选择:ESD 管的击穿电压应⼤于线路最⾼⼯作电压Um或者信号电平的最⼤电压值;3、脉冲峰值电流IPP 和最⼤箝位电压VC 的选择:ESD 管使⽤时,要根据线路上可能出现的最⼤浪涌电流来选择IPP 合适的型号。
要注意的是,此时的最⼤箝位电压VC 应不⼤于被保护芯⽚所能耐受的最⼤峰值电压;4、⽤于信号传输电路保护时,⼀定要注意所传输信号的频率或传输速率,当信号频率或传输速率较⾼时,应选⽤低电容系列的管⼦,否则会影响通信质量。
ESD静电⼆极管的封装形式:根据电路设计布局及被保护线路数⽬选择合适的封装形式。
(注意封装⼤⼩从⼀定程度上可以反映器件的防护功率⼤⼩,⼀般封装越⼤的器件防护等级也越⾼,反之亦然。
)ESD静电保护⼆极管是⼀种过压,防静电保护元件,⽤来保护电⼦设备中敏感电路受到ESD(静电放电)的影响,作⽤是转移来⾃敏感元件的静电放电,使电流流过保护元件⽽⾮敏感元件,同时维持敏感元件上的低电压;ESD静电保护器还应具有低泄漏和低电容特性,不会降低电路功能;不会对⾼速信号造成损害,在多重应⼒作⽤下保护元件的功能不会下降。
亿佰特TVS干货知识分区:tvs工作原理是什么?高手是怎么选型的?TVS怎么选?选型不懂怎么办?有技巧吗?无数人都很懵圈超有用的TVS选型干货来了专为你指点迷津一、TVS工作原理TVS(Transient Voltage Suppressors),即瞬态抑制器,又称雪崩击穿。
它是采纳工艺制成的单个 PN 结或多个 PN 结集成的器件。
TVS 有单向与双向之分,单向 TVS 普通应用于直流供电,双向 TVS 应用于电压交变的电路。
1 所示,应用于直流电路时单向TVS 反向并联于电路中,当电路正常工作时,TVS 处于截止状态(高阻态),不影响电路正常工作。
当电路浮现异样过电压并达到TVS(雪崩)击穿电压时,TVS 快速由高状态突变为低电阻状态,泄放由异样过电压导致的瞬时过到地,同时把异样过电压钳制在较低的水平,从而庇护后级电路免遭异样过电压的损坏。
当异样过电压消逝后,TVS 阻值又复原为高阻态。
二、TVS选型过程挑选TVS之前,我们首先要明了挑选的终极目标:1.电压合适能庇护后级电路;2.引入的TVS的结不能影响电路;S 功率余量充沛,满足测试标准,且不能比保险管先挂。
选型的过程可以根据以下的步骤举行:(1) 挑选TVS最高工作电压Vrmw;(2) 挑选TVS钳位电压VC;(3) 挑选TVS的功率;(4) 评估漏电流IR的影响;(5) 评估结电容的影响;挑选TVS最高工作电压Vrmw;在电路正常工作状况下,TVS 应当是不工作的,即处于截止状态,所以 TVS 的截止电压应大于被庇护电路的最高工作电压。
这样才干保证 TVS 在电路正常工作下不会影响电路工作。
但是 TVS 的工作电压凹凸也打算了 TVS 钳位电压的凹凸,在截止电压大于线路正常工作电压的状况下,TVS 工作电压也不能选取的过高,假如太高,钳位电压也会较高,所以在挑选 Vrwm 时,要综合考虑被庇护电路的工作电压及后级电路的承受能力。
要求Vrwm要大于工作电压,否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大,临近第1页共3页。
TVS原理与应用TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种用于抑制瞬态电压的电子元件。
它通过提供低电压传导路径,将瞬态电压限制在特定范围内,以保护其他电子元件免受过电压的损害。
本文将介绍TVS的工作原理、特点以及在电子设备中的应用。
TVS的工作原理是基于电火花放电原理。
当电路中出现瞬态电压过高时,TVS会自动导通,将额外的电荷释放到地线上,以保持电路的电压稳定。
当瞬态电压恢复到安全范围内时,TVS会自动恢复其原始状态,即阻断状态。
TVS的工作特点主要体现在以下几个方面:1.电压响应速度快:TVS可以在纳秒级别响应电压的变化,能够迅速保护其他电子元件免受过电压的侵害。
2.电流容量大:TVS可以承受较大的电流冲击,能够有效地吸收能量并将其释放到地线上,以保护其他电子元件。
3.可重复使用:TVS可以反复使用,即使在多次瞬态电压冲击后仍能正常运行。
4.无功耗:TVS在正常工作状态下,基本上不会消耗任何能量,不会影响电路的正常工作。
TVS在电子设备中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1.电源保护:TVS可以用于保护电源电路免受过电压的损害,例如电源输入的瞬态电压波动、雷电等。
2.通信设备保护:TVS可以用于保护通信设备免受外部干扰的影响,例如雷电、静电放电等。
3.数据线保护:TVS可以用于保护数据传输线路免受突发电压的干扰,例如USB接口、以太网接口等。
4.电子仪器仪表保护:TVS可以用于保护电子仪器仪表免受外部电压冲击的影响,确保仪器仪表的正常工作。
5.汽车电子系统保护:TVS可以用于保护汽车电子系统免受电源异常、雷击、电磁干扰等问题的影响,以确保汽车的正常运行和驾驶安全。
总之,TVS作为一种抑制瞬态电压的电子元件,具有快速响应、大电流容量、可重复使用和无功耗等特点,广泛应用于电子设备中的电源保护、通信设备保护、数据线保护、电子仪器仪表保护以及汽车电子系统保护等领域。
tvs钳位电压TVS钳位电压是指瞬态电压抑制器(TVS)所能承受的最高电压值。
在电子产品的设计中,我们常常会遇到电压突然变化的情况,这时就需要用到瞬态电压抑制器来保证电路的稳定性和安全性。
本文将从以下几个方面阐述TVS钳位电压的相关知识。
一、TVS的工作原理瞬态电压抑制器(TVS)是一种电子元件,它通过将过高的瞬态电压分流到地上,来保护电子设备免受急性电压波动的影响。
TVS通常由一个高电阻电路和一个低电阻电路组成。
当电路遭受高电压击打时,高电阻电路会先接收电压,将其限制在钳位电压以下,此时低电阻电路开始工作,将电压分流到地上,以保护电路。
二、如何确定TVS钳位电压所谓TVS钳位电压,就是指TVS所能承受的最高电压值。
这个值非常重要,因为一旦瞬态电压超过了TVS的钳位电压,TVS就无法发挥应有的保护作用了。
在确定TVS钳位电压时,可以参考以下几个因素:1. TVS的工作环境:不同的工作环境会产生不同的电压波动,因此需要考虑使用环境的实际情况来选择合适的TVS元件,以保证其钳位电压的合理性。
2. 设备的输入电压范围:TVS钳位电压应该与设备的输入电压范围相匹配,以免过高或过低的电压对设备造成损害。
3. 设备的工作电流:TVS元件的额定电流应与设备的工作电流匹配,以保证设备的安全运行。
三、TVS的应用场景TVS元件广泛应用于各种电子设备中,其主要作用是保护电路免受电压波动的影响,防止电路被烧毁或损坏。
以下是一些TVS的应用场景:1. 汽车电子设备中:在汽车电子设备中,TVS被用来保护电路免受电磁干扰和过电压损害。
2. 通信设备中:TVS被用来保护通信设备免受雷击、静电干扰和电磁干扰损害。
3. 家电设备中:TVS被用来保护家电设备免受电网电压波动造成的损害,例如电视、冰箱、洗衣机等家电设备。
总之,TVS钳位电压是瞬态电压抑制器的一个非常重要的参数,它决定了TVS所能承受的最高电压值,也是保护电路免受电压波动损害的关键。
TVS参数、选型、使用注意事项一、TVS保护的原理其原理像稳压二极管,都是利用反向击穿稳定电压,但TVS管的响应速度要快于稳压管。
当TVS管的受到反向瞬态高能量冲击时,它能以极高的速度(亚纳秒级)将两级间的阻抗变为低阻抗,从而具有很好的浪涌功率吸收能力,同时也能使两级之间的电压钳位在一个预定值,有效的保护电路后端元器件。
TVS与被保护电路并联二、TVS参数的解读如下是一个5V TVS管的SPEC参数,光看SPEC参数我们可能比较难理解。
TVS电气参数结合如下的TVS工作特性曲线,我们来了解这些参数。
TVS工作特性曲线Vrwm:指的是最大反向工作电压,也指关断电压。
在最大的反向电流IR下,测试出的电压, 一般Vrwm是(0.8~0.9)*Vbr。
关断电压需要大于等于电路正常工作电压,但是不能大太多,和Vbr也有关系,大太多,可能导致TVS不起作用。
需要做到电路正常工作时,TVS不触发,在浪涌来时TVS才工作。
举个例子,TVS用来保护VOUT后端负载,VOUT的电压为3V,那么Vrwm的电压就需要大于或者等于3V,如果Vrwm是2V,那么电路正常工作状态下,TVS就可能已经触发工作,导致耗流增大或者电路故障。
如果Vrwm是20V,那么Vbr可能就是25V,那么TVS从3V到25V雪崩效应中间有很大一片空白,所以说Vrwm稍等于电路正常工作电压,但是也不能大太多。
另外说一句,TVS的关断电压是越低越难做(制作工艺)。
Ir@Vrwm:最大反向漏电流。
Vbr@It:指的是通过规定的测试电流It时的电压,这是表示TVS管导通的标志电压,即从此点开始TVS进入雪崩击穿。
Max Ipp:最大反向峰值脉冲电流。
Vc@Max Ipp:指在特定的Ipp电流时,浪涌经过TVS钳位住的电压。
最大的钳位电压Vc要小于大于电路中最大的工作电压。
举个例子,TVS用来保护VOUT及后端负载,VOUT的后端负载有芯片A和芯片B,芯片A的最大工作电压是3V,芯片B的最大工作电压是4V,那么我们选择TVS的Vc就要小于3V,如果Vc是3.5V,这个芯片A有可能会损坏。
TVS的特性与工作原理TVS(Transient Voltage Suppressor)也被称为过压自愈二极管,是一种用来保护电子元器件免受过压损坏的设备。
TVS具有以下特性和工作原理:S特性:-响应速度快:TVS可以在纳秒级别之内对过压进行响应,迅速将过压转移到地。
这使得TVS能够及时保护电子元件免受过压的损害。
-高功率处理能力:TVS能够处理高达几千瓦的电能,保护电子元件免受高能电流的侵害。
-低电压响应:TVS能够在低电压条件下进行较低的电流放电,以保护电子元件免受较小的电压威胁。
-长寿命:TVS具有长寿命的特点,可以处理数千次过压事件而不会损坏。
S工作原理:TVS是一种双向导通的半导体器件,其工作原理基于PN结的正向击穿特性。
当TVS两端的电压超过设定的击穿电压(正向或反向)时,TVS 将变为一个低阻抗通路,将过压电压引导到地。
-正向击穿:在正向电压击穿(仅对于正向工作的TVS)时,TVS会转变为低阻抗的通路,将过电压引导到地。
当电压回到正常水平时,TVS会重新回到高阻抗状态,准备处理下一个过压事件。
-反向击穿:在反向电压击穿(适用于双向TVS)时,TVS仍然会将过压引导到地,类似于正向击穿。
反向击穿涉及高能耗,因此TVS需要能够处理这种高能电流。
TVS通常由金属氧化物硅(MOV)二极管、硅元件或气体放电管等组成。
根据应用需求,TVS可以选择单向或双向放电。
为了确保TVS的稳定工作,其击穿电压应根据实际需要选择合适的数值。
同时,TVS还需要通过安装保险丝等电路保护元件来确保在极端情况下TVS不会受到过高电压的冲击。
总结起来,TVS通过击穿电压的变化来响应和保护电子元件免受过压损坏。
具有快速响应、高功率处理能力、低电压响应和长寿命等特性,以确保电子设备的安全和可靠性。
一文精通TVS计算及选型TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种常见的电子元件,用于保护电子设备免受瞬态电压干扰的损害。
本文将对TVS的计算、选型以及其中的一些关键参数进行详细介绍。
首先,我们来看一下TVS的主要作用。
在电路中,当电源或其他信号源突然产生过电压时,TVS可以提供低阻抗的通路,将过电压进行消耗,保护其他电子元件免受损害。
TVS的特点是在正常工作电压下具有极高的阻抗,但在过电压情况下迅速变为低阻抗通路。
这使得TVS成为了电路中一道重要的安全防护线。
在进行TVS计算和选型时,首先需要确定以下几个参数。
1.负载电压(Vp):负载电压是指电子设备在正常工作时所需的电压。
这是计算TVS的起点,因为TVS的工作电压必须大于负载电压,以确保它能够对过电压进行保护。
2. 正激点电压(Vbr):正激点电压是指TVS在过电压情况下开始工作的电压。
也就是说,当电压超过正激点电压时,TVS将变为低阻抗通路。
因此,选择TVS时,正激点电压必须大于负载电压。
3. 峰值脉冲功率(Ppp):峰值脉冲功率是指TVS在一定时间内能吸收的最大功率。
这个参数决定了TVS是否能够承受过电压情况下的能量冲击。
一般来说,峰值脉冲功率越大,TVS的保护能力就越强。
了解了以上参数后,我们可以根据具体的应用需求进行TVS的计算和选型。
在计算TVS时,我们需要确定负载电压和正激点电压。
根据实际情况,可以选择一个比负载电压稍高一点的正激点电压。
一般来说,正激点电压应当大于负载电压10%至20%左右。
例如,如果负载电压为12V,可以选择一个正激点电压为14V至15V的TVS。
这样,在12V的负载电压下,TVS仍然处于高阻抗状态,并可以对任何超过14V至15V的过电压进行保护。
在选型TVS时,除了正激点电压外,还需要考虑峰值脉冲功率。
一般来说,TVS的峰值脉冲功率应当大于负载电压乘以过电压的持续时间。
例如,如果负载电压为24V,过电压情况下电压可以超过30V,并持续1ms,则峰值脉冲功率就应当大于24V乘以30V乘以0.001s。
瞬态电压抑制二极管参数瞬态电压抑制二极管(TVS)是一种用于保护电子设备不受瞬态过电压影响的器件。
它可以在毫微秒内响应电压过高的情况,将超过设定电压的电压转移到接地,从而保护电路中的其他元器件。
TVS二极管的参数涉及到很多方面,包括其特性、应用范围、选型指南等方面。
下面我们将详细介绍TVS二极管的参数及其相关知识。
一、TVS二极管的特性参数1. 额定峰值功率(Ppp)额定峰值功率是TVS二极管可以吸收的瞬态过电压脉冲功率的最高值。
通常以瓦特(W)来表示。
在选型时,需要根据系统的功耗和预期的过电压脉冲情况来选择合适的额定峰值功率。
2. 额定工作电压(Vrwm)额定工作电压是TVS二极管可以承受的最大持续反向工作电压。
通常以伏特(V)来表示。
在选型时,需要根据系统工作电压的范围来选择适合的额定工作电压。
3. 反向击穿电压(Vbr)反向击穿电压是TVS二极管在反向电压作用下,开始导通的电压。
通常以伏特(V)来表示。
在选型时,需要根据系统的工作电压和安全裕度来选择适合的反向击穿电压。
4. 触发电压(Vt)触发电压是TVS二极管开始导通的电压。
通常以伏特(V)来表示。
在选型时,需要考虑系统工作电压、过电压情况和TVS二极管的响应速度来选择合适的触发电压。
5. 最大脉冲电流(Ipp)最大脉冲电流是TVS二极管可以承受的瞬态过电流的最大值。
通常以安培(A)来表示。
在选型时,需要考虑系统的过电流情况和TVS二极管的耐受能力来选择合适的最大脉冲电流。
二、TVS二极管的应用范围TVS二极管广泛应用于电子设备中,特别是在电源供电、通信、工业控制和汽车电子等领域。
在这些领域中,TVS二极管可以有效保护电路不受来自闪电击击、电压瞬变和电磁干扰等因素的影响,从而提高系统的稳定性和可靠性。
三、TVS二极管的选型指南在选择TVS二极管时,需要考虑以下几个方面:1. 确定系统的工作电压范围和过电压情况;2. 根据系统的功耗和预期过电压脉冲情况选择合适的额定峰值功率;3. 根据系统的工作电压和安全裕度选择合适的额定工作电压和反向击穿电压;4. 根据系统的工作电压、过电压情况和TVS二极管的响应速度选择合适的触发电压;5. 根据系统的过电流情况和TVS二极管的耐受能力选择合适的最大脉冲电流。
TVS管相关基础知识详解在设计中,使用到了TVS管,在之前的设计中如果你没有特别关注TVS管,那么下面跟小编一起来详细理解一下吧。
TVS管TVS管是一种保护器件。
它的英文全称为 transient voltage suppressor,意思是瞬态电压抑制器。
TVS管是一种二极管形式的器件。
其原理有点像稳压二极管,都是利用反向击穿稳定电压,但TVS管的响应速度要快于稳压管。
当TVS管的受到反向瞬态高能量冲击是,它能以极高的速度(亚纳秒级)将两级间的阻抗变为低阻抗,从而具有很好的浪涌功率吸收能力,同时也能使两级之间的电压保持在一个预定值,有效的保护电路中其他元器件的免受浪涌脉冲的损坏。
顺便把TVS管和稳压管两者比较一下:相同点1、都可以限制两端电压在一定得范围内。
2、长时间耐流值差不多,跟体积功耗有关。
不同点1、电压精度上稳压管的稳压值比较精确,TVS是在一个范围内2、通流能力上稳压管的耐涌浪电流很小,而TVS可以达到几百A3、原理上稳压管是齐纳隧道效应或雪崩效应,TVS是雪崩效应4、应用上稳压管用于稳压,TVS 用于瞬态高压保护5、稳压值上稳压管3.3V~75V,TVS管6.8V~550V6、响应时间TVS可以达到1ps比较后就比较清楚了,稳压二极管和TVS管是不可以相互替代的清楚了原理我们来看TVS管的一些参数,通过Datasheet来看更直观figure1 datasheet中的选型参数第一栏和第二栏是和具体器件相关的,我们不管它。
REVERSE STAND-OFF VOLTAGE VRWM(V) 反向峰值电压,这个即TVS管的工作电压,保证在正常工作时,TVS管两端的电阻很大,这就保证了TVS管吸收的电流可以忽略不计。
一般来说,这个值等于或略大于正常工作电压。
BREAKDOWN VOLTAGE VBR(V) MIN & MAX @IT 反向击穿电压,表明在直流电流IT条件下,测得的反向电压值,表明从此点开始器件进入反向雪崩击穿。
TVS 即瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor)2007-12-01 14:411、概述:TVS管是瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor)的简称。
它的特点是:响应速度特别快(为ns级);耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差,其10/1000μs波脉冲功率从400W~30KW,脉冲峰值电流从0.52A~544A;击穿电压有从6.8V~550V的系列值,便于各种不同电压的电路使用。
2、特性:TVS管有单向与双向之分,单向TVS管的特性与稳压二极管相似,双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联,其主要特性参数有:①反向断态电压(截止电压)VRWM与反向漏电流IR:反向断态电压(截止电压)VRWM表示TVS管不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。
②击穿电压VBR:TVS管通过规定的测试电流IT时的电压,这是表示TVS管导通的标志电压。
③脉冲峰值电流IPP:TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流(8/20μs 波的峰值电流约为其5倍左右),超过这个电流值就可能造成永久性损坏。
在同一个系列中,击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。
④最大箝位电压VC:TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。
⑤脉冲峰值功率Pm:脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉冲峰值电流IPP 与最大箝位电压VC的乘积,即Pm=IPP*VC。
⑥稳态功率P0:TVS管也可以作稳压二极管用,这时要使用稳态功率。
⑦极间电容Cj:与压敏电阻一样,TVS管的极间电容Cj也较大,且单向的比双向的大,功率越大的电容也越大。
ESD保护对高密度、小型化和具有复杂功能的电子设备而言具有重要意义。
本文探讨了采用TVS二极管防止ESD时,最小击穿电压和击穿电流、最大反向漏电流和额定反向关断电压等参数对电路的影响及选择准则,并针对便携消费电子设备、机顶盒、以及个人电脑中的视频线路保护、USB保护和RJ-45接口等介绍了一些典型应用随着移动产品、打印机、PC,DVD、机顶盒(STB)等产品的迅速发展,消费者正要求越来越先进的性能。
TVS的特性与工作原理TVS(Transient Voltage Suppressor)即瞬态电压抑制器,是一种用于保护电子设备免受瞬态电压冲击的电气器件。
它能够通过提供通路来消耗瞬态电压的能量,使电子设备避免瞬态电压冲击的损坏。
在本文中,将详细介绍TVS的特性以及其工作原理。
1.超快响应时间:TVS器件的响应时间非常快,通常在纳秒级别,能够迅速响应并吸收瞬态电压的能量。
2.高电流容量:TVS器件能够承受高电流冲击,通常具有较高的耐电流能力,能够提供足够的通路来吸收电压峰值。
3.高能量容量:TVS器件具有较高的能量容量,能够吸收电压脉冲的能量。
4.低静态电压:TVS器件在正常工作状态下的电压非常低,不会对电路的正常工作产生影响。
TVS的工作原理:TVS器件的主要构成是一个特殊的二极管结构,由一个PN结和一个反向导通二极管组成。
1.当电路正常工作时,TVS器件处于断开状态。
在这种情况下,离子掺杂的半导体材料使得PN结两侧产生空穴和自由电子,从而形成绝缘层,电流无法流过。
2.当瞬态电压超过设定的阈值时,TVS器件将迅速切换到导通状态。
在导通状态下,反向导通二极管会提供一个低阻抗路径,使瞬态电压得以通路流过。
3.通过提供低阻抗通路,TVS器件将吸收瞬态电压的能量,将其耗散为热能,从而保护电子设备不受损害。
4.当瞬态电压下降到设定的阈值以下时,TVS器件将恢复到断开状态,不再提供通路。
TVS的工作原理可简化为两个阶段:断开状态和导通状态。
当电路正常工作时,TVS器件处于断开状态,不影响电路的正常工作。
只有当瞬态电压超过设定的阈值时,TVS器件将迅速切换到导通状态,吸收瞬态电压的能量,保护电子设备。
一旦瞬态电压下降到设定的阈值以下,TVS器件将恢复到断开状态,不再提供通路。
总结:TVS是一种用于保护电子设备的瞬态电压抑制器。
它具有超快的响应时间、高电流容量和能量容量,能够迅速响应并吸收瞬态电压的能量。
TVS器件的工作原理通过切换导通状态提供通路,吸收瞬态电压的能量,保护电子设备不受损害。
TVS常规参数以及测试方法介绍TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种用于防止电路中的过电压的保护设备。
它可以快速且有效地将过电压引到安全水平,从而保护电路中的其他电子元件。
在本文中,我们将介绍TVS的常规参数以及测试方法。
TVS的常规参数主要包括峰值脉冲功率(Pppm)、额定耗散功率(Pd)、峰值脉冲电流(Ippm)、最大脉冲功率(Ppk)、最大脉冲电流(Ipk)等。
这些参数可以帮助我们了解TVS的工作性能和保护能力。
首先,峰值脉冲功率(Pppm)是指TVS能够吸收的电能的峰值。
它是通过将TVS连接在一个电流脉冲源上,测量TVS上的电流和电压,并计算出功率得到的。
一般来说,Pppm的值越大,TVS的保护能力越强。
其次,额定耗散功率(Pd)是指TVS能够连续耗散的功率。
它是通过将TVS连接在一个稳定电流源上,测量TVS上的电压和电流,并计算出功率得到的。
Pd的值反映了TVS能够长时间工作的能力。
峰值脉冲电流(Ippm)是指TVS能够吸收的电流的峰值。
它是通过将TVS连接在一个电流脉冲源上,测量TVS上的电流和电压,并计算出电流得到的。
Ippm的值越大,TVS对电压过载的保护效果越好。
最大脉冲功率(Ppk)是指TVS能够吸收的最大电能的峰值。
它是通过将TVS连接在一个电流脉冲源上,测量TVS上的电流和电压,并计算出功率得到的。
Ppk的值是TVS的关键特性之一,它决定了TVS能够承受的最大脉冲功率。
最大脉冲电流(Ipk)是指TVS能够吸收的最大电流的峰值。
它是通过将TVS连接在一个电流脉冲源上,测量TVS上的电流和电压,并计算出电流得到的。
Ipk的值越大,TVS对电流过载的保护效果越好。
对于TVS的测试方法,常见的有两种:直流测试和脉冲测试。
直流测试是将TVS连接在一个稳定电流源上,测量TVS上的电流和电压。
通过改变电流的大小,可以得到TVS的电流-电压特性曲线。
这种测试方法适用于评估TVS的稳态性能。
瞬态抑制二极管(TVS管)基础知识瞬态抑制二极管(TVS管)基础知识什么叫TVS管(瞬态抑制二极管)?瞬态抑制二极管(TVS)又叫钳位型二极管,是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率,它的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压钳制在预定水平,其响应时间仅为10-12毫秒,因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
TVS允许的正向浪涌电流在TA=250C,T=10ms条件下,可达50~200A。
双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压钳制到预定水平,双向TVS适用于交流电路,单向TVS一般用于直流电路。
可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等,是一种理想的保护器件。
耐受能力用瓦特(W)表示。
TVS二极管的特性(1)将TVS二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲,如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
(2)静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲,并能持续10ms;而一般的TTL器件,遇到超过30ms的10V脉冲时,便会导至损坏。
利用TVS二极管,可有效吸收会造成器件损坏的脉冲,并能消除由总线之间开关所引起的干扰(Crosstalk)。
(3)将TVS二极管放置在信号线及接地间,能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。
TVS二极管特性曲线:图1 单向TVS二极管特性曲线图2 双向TVS二极管特性曲线说明:V BR:崩溃电压@I T- TVS瞬间变为低阻抗的点V RWM:维持电压-在此阶段TVS为不导通之状态V C:钳制电压@Ipp -钳制电压约略等于1.3*VBR VF:正向导通电压@IF -正向压降I R:逆向漏电流@V RWMI T:崩溃电压之测试电流I PP:突波峰值电流I F:正向导通电流图2 TVS二极管电路原理TVS管的主要电参数(1)击穿电压V(BR)器件在发生击穿的区域内,在规定的试验电流I(BR)下,测得器件两端的电压称为击穿电压,在此区域内,二极管成为低阻抗的通路。
TVS:TVS器件瞬态电压抑制器简称TVS。
TVS具有体积小,功率大,响应快,无噪声,价格低等诸多优点,是目前国际上普遍使用的一种高效能的保护器件。
它的外形与普通二极管无异,但却能“吸收〞功率高达数千瓦的浪涌信号,具有很短的反响时间及很高的尖峰电流负荷承受能力。
抑制二极管〔TVS管〕主要系列:P6KE系列、SMAJ系列TVS--Transient Voltage Suppresser--瞬态电压抑制器电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因,常给人们带来无法估量的损失。
这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷击干扰及静电放电等,瞬态干扰几乎无处不在、无时不有,使人感到防不胜防。
幸好,一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到了有效抑制TVS〔TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR〕或称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺根底上开展起来的一种新产品,其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时,它能以极高的速度〔最高达1*10-12秒〕使其阻抗骤然降低,同时吸收一个大电流,将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上,从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
在电路中一般工作于反向截止状态,此时它不影响电路的任何功能。
TVS 在规定的反向应用条件下,当电路中由于雷电、各种电器干扰出现大幅度的瞬态干扰电压或脉冲电流时,它在极短的时间内〔最高可到达1×10-12秒〕迅速转入反向导通状态,并将电路的电压箝位在所要求的平安数值上,从而有效的保护电子线路中精密元器件免受损坏。
干扰脉冲过去后,TVS又转入反向截止状态。
由于在反向导通时,其箝位电压低于电路中其它器件的最高耐压,因此起到了对其它元器件的保护作用。
TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦,其箝位时间仅为1ps[1]。
TVS根据极性可分为单向和双向TVS。
单向TVS一般适用于直流电路,双向TVS一般适用于交流电路中。
由于TVS起保护作用时动作迅速、寿命长、使用方便,因此在瞬变电压防护领域有着非常广泛的应用。
各参数说明如下:1、击穿电压V(BR)2、最大反向脉冲峰值电流Ippm3、最大反向工作电压VRWM4、最大箝位电压VC(max)5、反向脉冲峰值功率Pppm6、电容CPP7、漏电流IRTVS的选用方法1.确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。
如果是交流电,应计算出最大值,即用有效值*1.414。
S的反向变位电压即工作电压〔VRWM〕--选择TVS的VRWM等于或大于上述步骤1所规定的操作电压。
这就保证了在正常工作条件下TVS吸收的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电压高于TVS的VRWM ,TVS将吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态,从而影响电路的工作。
3.最大峰值脉冲功率:确定电路的干扰脉冲情况,根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间,确定能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲功率。
4.所选TVS的最大箝位电压〔VC〕应低于被保护电路所允许的最大承受电压。
5.单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲,其实并非如此。
双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。
TVS有时也用于减少电容。
如果电路只有正向电平信号,那麽单向TVS就足够了。
TVS操作方式如下:正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态;反向浪涌时,TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。
在低电容电路里情况就不是这样了。
应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。
6.如果知道比拟准确的浪涌电流IPP,那么可以利用VC来确定其功率,如果无法确定功率的大概范围,一般来说,选择功率大一些比拟好。
瞬态电压抑制器〔Transient Voltage Suppressor〕简称TVS,是一种二极管形式的高效能保护器件,有的文献上也为TVP、AJTVS、SAJTVS等。
当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10-12秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点,目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、电源、家用电器等各个领域。
具体有以下三大特点:1、将TVS二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲,如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
2、静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲,并能持续10ms;而一般的TTL器件,遇到超过30ms的10V脉冲时,便会导至损坏。
利用TVS二极管,可有效吸收会造成器件损坏的脉冲,并能消除由总线之间开关所引起的干扰〔Crosstalk〕。
3、将TVS二极管放置在信号线及接地间,能防止数据及控制总线受到不必要的噪音影响。
一、TVS的特性及主要参数1、TVS的特性曲线TVS的电路符号与普通稳压二极管相同。
它的正向特性与普通二极管相同;反向特性为典型的PN结雪崩器件。
在瞬态峰值脉冲电流作用下,流过TVS的电流,由原来的反向漏电流ID上升到IR时,其两极呈现的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR,TVS被击穿。
随着峰值脉冲电流的出现,流过TVS的电流到达峰值脉冲电流IPP。
在其两极的电压被箝位到预定的最大箝位电压以下。
此后,随着脉冲电流按指数衰减,TVS两极的电压也不断下降,最后恢吹狡鹗甲刺U饩褪荰VS抑制可能出现的浪涌脉冲功率,保护电子元器件的整个过程。
2、TVS的特性参数①最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。
VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压参加TVS的两极间时,它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
②最小击穿电压VBR和击穿电流IRVBR是TVS最小的雪崩电压。
25℃时,在这个电压之前,TVS是不导通的。
当TVS 流过规定的1mA电流〔IR〕时,参加TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。
按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把TVS分为±5%VBR和平共处±10% VBR两种。
对于±5%VBR来说,VWM=0.85VBR;对于±10% VBR来说,VWM=0.81 VBR。
③最大箝拉电压VC和最大峰值脉冲电流IPP当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两极间出现的最大峰值电压为VC。
它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。
VC 、IPP反映了TVS器件的浪涌抑制能力。
VC与VBR之比称为箝位因子,一般在1.2~1.4之间。
④电容量C电容量C 是TVS雪崩结截面决定的、在特定的1MHZ频率下测得的。
C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C过大将使信号衰减。
因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。
⑤最大峰值脉冲功耗PMPM是TVS能承受的最大峰值脉冲耗散功率。
其规定的试验脉冲波形和各种TVS的PM值,请查阅有关产品手册。
在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大;在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。
另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。
而且TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率〔持续时间与间歇时间之比〕为0.01%,如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的“累积〞,有可能使TVS损坏。
⑥箝位时间TCTC是从零到最小击穿电压VBR的时间。
对单极性TVS小于1×10-12秒;对双极性TVS小于是1×10-11 秒。
二、TVS二极管的分类TVS器件可以按极性分为单极性和双极性两种,按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。
如:各种交流电压保护器、4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、机保护器等。
假设按封装及内部结构可分为:轴向引线二极管、双列直插TVS阵列〔适用多线保护〕、贴片式、组件式和大功率模块式等。
三、TVS的选用技巧1、确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端〞容限。
2、TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。
假设选用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
串行连接分电压,并行连接分电流。
3、TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
4、在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。
在确定了最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
5、对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有适宜电容C的TVS器件。
6、根据用途选用TVS的极性及封装结构。
交流电路选用双极性TVS较为合理;多线保护选用TVS阵列更为有利。
7、温度考虑。
瞬态电压抑制器可以在-55~+150℃之间工作。
如果需要TVS在一个变化的温度工作,由于其反向漏电流ID是随增加而增大;功耗随TVS结温增加而下降,从+25℃到+175℃,大约线性下降50%雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。
因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。
8、美国ProTek公司提供的TVS二极管,有以下不同的功率选择:~500W:SA系列~600W:P6KE、SMBJ系列~1500W:1N5629~1N6389、1.5KE、LC、LCE系列~5000W:5KP系列~15000W:15KAP、15KP系列四、TVS与压敏电阻的比拟目前,国内不少需进行浪涌保护的设备上使用的是压敏电阻。
压敏电阻是一种金属化物变阻器。
TVS比压敏电阻的特性优越得多,具体特性参数的比拟如下表所示。
关键参数或极限值TVS 压敏电阻反响速度10-12s 5×10-8有否老化现象否有最高使用温度175℃115℃元件极性单极性与双极性单极性反向漏电流典型值5μA200μA箝位因子〔VC/VBR〕≤≥7~8密封性质密封不透气透气价格较贵廉价TVS器件信息设备ESD防护中的应用TVS的特性与工作原理TVS是普遍使用的一种新型高效电路保护器件,它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。
当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上,从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。
正因为如此,TVS可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压[4],以及感应雷所产生的过电压。