瞬变抑制二极管的选型
1. 最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是TVS最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时,加于TVS两极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VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说,VWM=0.85VBR;对于10%的VBR来说,VWM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准,TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的便携设备应用,设计者可以按需要挑选器件
2. 最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM这是二极管在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极管会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压VWM加于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
最大箝位电压
VC
和最大峰值脉冲电流
IPP
。
当持续时间为
20mS
的脉冲峰值电流
IPP
流过
TVS
时,
在其两端出现的最大峰值电压为
VC
。
VC
、
IPP
反映了
TVS
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。
VC
是二极管在截止状态提供的电压
最大箝位电压
VC
和最大峰值脉冲电流
IPP
。
当持续时间为
20mS
的脉冲峰值电流
IPP
流过
TVS
时,
在其两端出现的最大峰值电压为
VC
。
VC
、
IPP
反映了
TVS
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。
VC
是二极管在截止状态提供的电压
3 。最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS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。VC是二极管在截止状态提供的电压也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则器件面临被损伤的危险
4. Pppm额定脉冲功率,这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备,一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。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,有可能损坏TVS
5. 电容量C。电容量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使信号衰减。因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越高的回路,二极管的电容对电路的干扰越大,形成噪声或衰减信号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS,电容不大于3pF),而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pF
直流电中选用举例:
整机直流工作电压12V,最大允许安全电压25V(峰值),浪涌源的阻抗50MΩ,其干扰波形为方波,TP=1MS ,最大峰值电流50A。 选择:
1、先从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为13V,则击穿电压 :
V(BR) =VRWM /0.85=15.3V
2、从击穿电压值选取最大箝位电压Vc(MAX)=1.30×V(BR)=19.89V,取
Vc=20V
3、再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率
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