從EMC設計看TVS二極體的選型要點

阿賽姆科技有限公司 發佈 2022-12-11T21:26:01.461247+00:00

電磁兼容性是指設備或系統在其電磁環境中滿足要求的能力,不對其環境中的任何設備產生不可容忍的電磁干擾。

電磁兼容性(EMC)是指設備或系統在其電磁環境中滿足要求的能力,不對其環境中的任何設備產生不可容忍的電磁干擾。目前業界已形成共識,產品設計涉及的EMC設計越早,成本越低。因此,這是解決PCB設計中EMC問題的最佳途徑,也是成本最低的方法。在這篇EMC設計分析的介紹中,ASIM將重點介紹TVS瞬態抑制二極體的選擇和應用。

TVS二極體又稱瞬態抑制二極體,其特點是工作期間電壓幅值高,瞬態能量大。瞬態電壓疊加在電路的工作電壓上,導致「過電壓」和電路損壞。TVS是一種特殊的半導體矽材料二極體,與電路並聯使用。通常情況下,TVS處於關閉狀態,顯示高阻抗。當出現浪涌脈衝電壓時,它以NS量級的速度由高阻抗轉變為低阻抗,吸收浪涌功率,使浪涌電壓通過自身到達地面,從而保護電路不受侵犯。

TVS管主要用於RS485電路、RS232接口、USB接口、VGA接口等,需要防靜電和熱插拔埠。

TVS瞬態抑制二極體選擇要點:

1. TVS的擊穿電壓應高於用戶的正常工作電壓,並預留一定的裕量。

2. 根據不同的應用程式接口選擇使用雙向或單向TVS。

單向TVS通常用於直流電源接口。

兩路TVS一般用於交流電源接口和通信接口。

3.根據要通過的浪涌電平選擇不同功率的TVS機

TVS瞬態抑制二極體選擇指南:

1. 首先確定被保護電路的最大直流或連續工作電壓、額定標準電壓和電路的「高端」公差。

2. TVS的額定反向關斷電壓(VWM)應大於或等於被保護電路的最大工作電壓。如果選擇的VWM過低,器件可能會進入雪崩狀態,或者反向泄漏電流過大會影響電路的正常運行。

3.TVS的最大箝位電壓VC應小於被保護電路的破壞電壓。

4. TVS的最大脈衝峰值功率PW必須大於在保護電路中可能出現的脈衝峰值功率。

5. 在確定TVS的最大箝位電壓後,脈衝峰值電流應大於暫態浪涌電流。

6. 為了保護數據接口電路,有必要選用電容值C儘可能低的TVS器件。

7. 有a的TVS二極體比沒有a的TVS二極體有更好的色散。

8. 一般採用單向TVS二極體進行直流保護,雙向TVS二極體進行交流保護,TVS陣列器件進行多路保護,TVS專用保護模塊進行大功率保護。在特殊情況下,如RS-485和RS-232保護,可選擇雙向TVS二極體或TVS陣列。

9. TVS二極體可在- 55℃至+ 150℃之間工作。當TVS需要在變溫下工作時,其反向泄漏電流ID隨著溫度的升高而增大,功耗隨著TVS結溫的升高而減小,因此在選擇TVS時應考慮溫度變化對其特性的影響。

10. TVS二極體可用於串並聯,具有串並聯分壓和並聯分流功能。但是,考慮到TVS的離散性,應儘量減少串並聯的數量。

11. 單極或雙極-經常有一個誤解,認為雙向TVS是用來抑制反向浪涌脈衝,這不是情況。雙向TVS是用於交流電或正負雙向脈衝。TVS有時用來降低電容。如果電路只有正向電平信號,那麼單向TVS就足夠了。TVS二極體的工作方式為:在正向浪涌時,TVS處於反向雪崩擊穿狀態;在反向浪涌中,TVS類似於正偏置二極體來傳導和吸收浪涌能量。在低電容電路中則不是這樣。應使用雙向TVS來保護電路中的低電容器件不受反向浪涌的影響。

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