TVS,汽车电子产品的理想保护器件
TVS的叫法有很多,亦称为TVS管、TVS二极管、瞬态抑制二极管、瞬变电压抑制二极管、雪崩击穿二极管等。TVS,是在齐纳二极管工艺基础上发明的一种新型高效电路保护元器件,具有PS级响应速度、大瞬态功率、低漏电流和电容、箝位电压易控制、击穿电压偏差小、可靠性高、体积小、安装方便等优势。在正常电路中,TVS不工作且不会影响电路的正常工作。一旦电路中出现异常时,TVS两端经受瞬间高能量冲击时,以PS秒级的速度把TVS两端的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,把TVS的两端电压箝制在一个预定的数值上,从而保护后面的精密元器件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。TVS的应用有很多,下面主要介绍:TVS在汽车电源线的应用。
众所周知,电子控制单元、传感器和信息娱乐系统等汽车电子设备是连接在一根电源线上,电源来源于是电池和交流发电机,这两种电源的输出电压都不稳定,容易受温度、工作状态和其他条件影响。此外,使用燃油喷射系统、阀、电机、电气和水解控制器等电磁线圈负载的汽车系统,会把ESD、尖峰噪声和其他类型的瞬态和浪涌电压引入到电源和信号线上。因此,汽车设计中必须保护电子设备(例如控制单元、传感器和信息娱乐系统)免受电源线上出现的有害浪涌电压、瞬态电压、ESD和噪声的损害。TVS(瞬态电压抑制二极管)是汽车电子产品的理想保护器件。
1)TVS在汽车电源线初级保护
用于汽车电子初级保护的甩负荷TVS有两类:外延型和非外延型。在反偏模式下,这两组产品具有相似的击穿工作特性。不同之处在于,外延型TVS在正向模式下具有低正向压降(VF)特性,非外延型TVS在相同条件下VF相对较高。
在反向电源输入模式中,电源线电压与TVS VF的电压相同,这种反偏模式会引起电子线路故障,外延型TVS的低正向压降能够很好地解决这个问题,如下图所示。
2)TVS在汽车电源线次级保护
汽车系统中保护电路的初级对象是高浪涌电压,但是被钳位的电压仍然很高。因此,在24V动力总成中的次级保护特别重要,比如卡车和货车中的动力总成。其主要原因是因为大多数稳压器和DC-DC转换器IC的最大输入电压是45V-60V。对于此类应用,建议使用下图中的保护方案。在电源线上增加电阻R可以减小瞬态电流,这样就可以使用更小额定功率的TVS作为次级保护。
具体型号,建议咨询TVS二极管生产厂家。针对不同的应用,会有不同等级主推的产品。TVS种类很多,有大功率TVS、高压TVS、汽车级TVS、车规级TVS、超低电容TVS阵列、低电容TVS、蓝宝浪涌抑制器等等。根据封装来分类,有:
• DO-218AB:SM5S系列、SM6S系列、SM8S系列、SM8SxxCA系列;
• SMA/DO-214AC:SMAJ系列、P4SMA系列、TPSMAJ系列、SMA6J系列、TPSMA系列、SACA系列;
• SMB/DO-214AA:SMBJ系列、P6SMB系列、TPSMBJ系列、SMB10J系列、SACB系列、1.0SMB系列、TPSMB系列;
• SMC/DO-214AB:1.5SMC系列、SMCJ系列、TPSMCJ系列、SMDJ系列、TPSMDJ系列、5.0SMDJ系列、TP5.0SMDJ系列、TPSMC系列;
• SOD-123:SMF系列、TPSMF系列、SMF4L系列、SMF3.3A系列、SMF3V3A系列;
• DO-41:P4KE系列;
• DO-15:SA系列、P6KE系列、SAC系列;
• DO-201:1.5KE系列、LCE系列;
• R-6/P600:3KP系列、5KP系列、LDP系列、15KP系列、30KP系列;
• NA:KA系列。
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