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电源保护电路(稳压管与瞬态抑制二极管【TVS管】的区别)
发布者:深圳市踏歌科技有限公司  发布时间:2016-10-24
  电源保护电路(稳压管与瞬态抑制二极管【TVS管】的区别)
  1、浪涌保护电路:稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
  2、电视机里的过压保护电路:EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。
  3、电弧抑制电路:在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。
  4、串联型稳压电路:在此电路中,串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了.这个电路在很多场合下都有应用。
 
  瞬态抑制二极管常称为防雷管,是一种安全保护器件。这种器件在电路系统中起到分流、箝位作用,可以有效降低由于雷电、电路中开关通断时产生的高压脉冲,避免雷电、高压脉冲损坏其它器件。
  瞬态电压抑制二极管有单向、双向两种。单向的图形符号与稳压管相似,TVS器件按极性可分为单极性和双极性两种;按用途可分为通用型和专用型;按封装和内部结构可分为轴向引线二极管、双列直插TVS阵列、贴片式和大功率模块等[1]。轴向引线的产品峰值功率可达400W、500 W、600W、1500W和5000W。其中大功率的产品主要用在电源馈线上,低功率产品主要用在高密度安装场合。对于高密度安装的场合,也可以选择双列直插和表面贴装等封装形式。应用电路。当输入端有高压浪涌脉冲引入时,不论脉冲方向如何,TVS管能快速进入击穿状态,对输入电压进行箝位。
瞬态抑制二极管(TVS管)防护电路图
  下表为我司常用的双向TVS管参数:
  型号 截止电压
  (V) 击穿电压
  (Vmin) 击穿电压(Vmax) 测试电流(mA) 最大箝位电压(V) 最高脉冲电流(A) 反向漏电流(uA)
  P6KE6.8CA 5.8 6.45 7.14 10 10.5 58.1 1000
  P6KE12CA 10.2 11.40 12.6 1 16.7 35.3 5
  P6KE22CA 18.8 20.90 23.10 1 30.6 19.9
  在选用TVS瞬态抑制二极管时,应考虑以下几个主要因素:
  (1)若瞬态抑制二极管有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时,应当选用双极性的,否则可选用单极性。
  (2)所选用瞬态抑制二极管的Vc值应低于被保护元件的最高电压。Vc是二极管在截止状态的电压,也就是在ESD冲击状态时通过瞬态抑制二极管的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则器件面临被损坏的危险。
  (3)瞬态抑制二极管在正常工作状态下不要处于击穿状态,最好处于VR以下,应综合考虑VR和VC两方面的要求来选择适当的瞬态抑制二极管。
  (4)如果知道比较准确的浪涌电流IPP,则可利用VCIpp来确定功率;如果无法确定IPP的大致范围,则选用功率大些的TVS管为好。PM是瞬态抑制二极管能承受的最大峰值脉冲功率耗散值。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。
  (5)瞬态抑制二极管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,不然有可能损坏瞬态抑制二极管。
  (6)对于小电流负载的保护,可有意识地在线路中增加限流电阻,只要限流电阻的阻值适当,一般不会影响线路的正常工作,但限流电阻对干扰所产生的电流却会大大减小。但这样可能选用峰值功率较小的瞬态抑制二极管来对小电流负载线路进行保护。
  (7)电容量C是由瞬态抑制二极管雪崩结截面决定的,这是在特定的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。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也大,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管,电容不大于3pF),而对电容要求不高的回路,电容的容量选择可高于40 pF。
  (8)为了满足IEC61000-4-2国际标准,瞬态抑制二极管必须达到可以处理最小8 kV(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。而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。
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