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tvs二极管选型与二极管电路分析

admin4个月前 (03-31)电子信息6

【导读】本篇文章先是给出了电路中选择TVS二极管的步骤方法,而后给出了相应的保护计算实例。可谓理论联系实际的经验范例,希望大家在阅读过本篇文章之后能对电路中TVS二极管的选择有进一步的认识。

电磁兼容是电源设计者们除了能效之外第二个考虑的重要问题,但在电路的静电释放方面,几乎没人考虑过电磁兼容的问题,原因很多,有可能是产品本身的功能特性原因,也有可能是由于成本受限而不得放弃防雷防静电设计。但事实是,很多年轻的工程师都不了解瞬变电压抑制二极管在(TVS)电路当中的重要性,甚至有的人都不知道这种器件的存在。

理论上,大部分有可能会接触静电的电路都应该要加TVS以保护,比如手机等数码产品,秋天就很容易接触人体大量静电;比如交换机等通信产品,一个闪电就很容易会在它们连接的线缆形成很强的脉冲波,这些都很容易对电路构成威胁。下面我们就对TVS的一些应用知识进行简单的了解,希望通过简单的例子让大家对TVS有比较直观的认识。不同型号规格TVS的原理都是一样,大家在选型的时候根据需要去找一下内部结构合适自己产品的型号和规格就可以了。

TVS二极管的选型步骤如下:

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。

TVS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。

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。

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。

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,那么单向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。

如果知道比较准确的浪涌电流IPP,那么可以利用VC来确定其功率,如果无法确定功率的概范围,一般来说,选择功率大一些比较好。

交流电路电源保护计算实例

图1微机电源部分原理图

图1为微机电源采用TVS管作线路保护的原理图。

下面就图1中的线路保护加以说明。

①在进线的交流220V处加双向TVS管D1,以抑制220V交流电网中的尖峰干扰。双向TVS管D1的选取D1时根据上述参数,通过查表即可得到。

②在变压器进线处加上抗干扰的电源线滤波器,以消除小尖峰干扰。

③在变压器输出端交流20V处加上双向TVS管D2,再一次抑制干扰。双向TVS管D2的选取D2时根据上述参数,通过查表即可得到。

④整流滤波输出直流10V时,加上单向TVS管D3抑制干扰。单向TVS管D3的选取D3时根据上述参数,通过查表即可得到。

通过如上4次抑制,得到了所谓的“净化电源”。为了防雷击等浪涌电压,还可在交流220V进线端加上压敏电阻器,以便更有效地防止干扰进入计算机CPU存储器中,从而进一步提高系统的可靠性。

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