TVS Диоды от Diotec
«Зеленым» и экологически безопасным технологиям необходима высокопроизводительная электроника с низким энергопотреблением, работающая при низком напряжении. Сопряжение чувствительных компонентов, таких как датчики, микроконтроллеры, преобразователи данных и т. д., с реальным миром или подключение их к другим цепям, таким как индуктивные нагрузки, может подвергнуть их скачкам напряжения, превышающим нормативные максимальные пределы. Во избежание необратимого повреждения, вызванного переходными процессами напряжения, разработчики должны принять меры защиты, которые изолируют активную цепь от таких событий, но не влияют на работу в нормальных условиях. Портфолио ограничителей переходного напряжения (TVS) Diotec предлагает широкий выбор решений для широкого спектра приложений.
TVS-диоды — это кремниевые устройства, предназначенные для защиты от скачков напряжения, превышающих желаемый максимальный уровень. При включении параллельно цепи они создают вокруг нее защитный путь (рис. 1, рис. 2). В нормальных условиях, когда входное напряжение остается в желаемых пределах, TVS-диод демонстрирует высокий импеданс, таким образом не влияя на поведение схемы ниже по потоку. Как только достигается максимальный уровень напряжения, проявляется
лавинный эффект, и TVS-диод создает путь с низким импедансом, тем самым отводя всю избыточную энергию в землю. Таким образом, цепь остается невредимой, и нормальная работа может продолжаться.
TVS-диоды — это кремниевые устройства, предназначенные для защиты от скачков напряжения, превышающих желаемый максимальный уровень. При включении параллельно цепи они создают вокруг нее защитный путь (рис. 1, рис. 2). В нормальных условиях, когда входное напряжение остается в желаемых пределах, TVS-диод демонстрирует высокий импеданс, таким образом не влияя на поведение схемы ниже по потоку. Как только достигается максимальный уровень напряжения, проявляется
лавинный эффект, и TVS-диод создает путь с низким импедансом, тем самым отводя всю избыточную энергию в землю. Таким образом, цепь остается невредимой, и нормальная работа может продолжаться.
Рисунок 1: Однонаправленная защита TVS
TVS-диоды — это кремниевые устройства, предназначенные для защиты от скачков напряжения, превышающих желаемый максимальный уровень. При включении параллельно цепи они создают вокруг нее защитный путь (рис. 1, рис. 2). В нормальных условиях, когда входное напряжение остается в желаемых пределах, TVS-диод демонстрирует высокий импеданс, таким образом не влияя на поведение схемы ниже по потоку. Как только достигается максимальный уровень напряжения, проявляется
лавинный эффект, и TVS-диод создает путь с низким импедансом, тем самым отводя всю избыточную энергию в землю. Таким образом, цепь остается невредимой, и нормальная работа может продолжаться.
лавинный эффект, и TVS-диод создает путь с низким импедансом, тем самым отводя всю избыточную энергию в землю. Таким образом, цепь остается невредимой, и нормальная работа может продолжаться.
Рисунок 2: Двунаправленная защита TVS
Диоды TVS доступны для множества диапазонов напряжений, как однонаправленных, так и двунаправленных типов.
Однонаправленные TVS диоды имеют асимметричное поведение, защищающее от скачков напряжения одной полярности (рис. 1, рис. 3). Для сигналов противоположной полярности они работают в основном как стандартный выпрямитель. Некоторые приложения требуют защиты как от положительных, так и от отрицательных скачков напряжения. В этих случаях предпочтительным решением являются двунаправленные TVS диоды (рис. 2). Они имеют симметричную характеристику, блокирующую избыточную энергию обеих полярностей (рис. 4).
Однонаправленные TVS диоды имеют асимметричное поведение, защищающее от скачков напряжения одной полярности (рис. 1, рис. 3). Для сигналов противоположной полярности они работают в основном как стандартный выпрямитель. Некоторые приложения требуют защиты как от положительных, так и от отрицательных скачков напряжения. В этих случаях предпочтительным решением являются двунаправленные TVS диоды (рис. 2). Они имеют симметричную характеристику, блокирующую избыточную энергию обеих полярностей (рис. 4).
Рисунок 3: Однонаправленные TVS
Рисунок 4: Двунаправленные TVS
При выборе TVS диода проектировщики должны убедиться, что он способен выдерживать максимальные ожидаемые скачки напряжения. Приведенные ниже определения помогут лучше понимать параметры Datasheet.
• Pppm: Пиковая импульсная мощность рассеяния − это показатель способности диода рассеивать энергию и определяется как пиковый импульсный ток Ippm умноженный на максимальное напряжение ограничения Vc. Поскольку скачки напряжения зависят от времени, переходных процессов, Pppm задается с импульсным током 10/1000 мкс: 10 мкс нарастание до пика и 1000 мкс экспоненциальное затухание до половины пика (рис. 5). Для неповторяющихся
импульсов пиковая мощность всегда должна оставаться ниже кривой на рис. 6.
• Vwm: Рабочее напряжение - это максимальное заданное напряжение, при котором TVS диод работает в режиме высокого импеданса без выхода из строя.
• Vbr: Напряжение пробоя - это значение, при котором устройство TVS начнет проводить ток. Vbr указывается на фиксированном уровне тока и обычно составляет примерно на 10% выше, чем Vwm.
• Vc: Максимальное напряжение ограничения определяет напряжение на TVS диоде при максимальном токе IPPM. Применяется приведенная ниже формула:
• Pppm: Пиковая импульсная мощность рассеяния − это показатель способности диода рассеивать энергию и определяется как пиковый импульсный ток Ippm умноженный на максимальное напряжение ограничения Vc. Поскольку скачки напряжения зависят от времени, переходных процессов, Pppm задается с импульсным током 10/1000 мкс: 10 мкс нарастание до пика и 1000 мкс экспоненциальное затухание до половины пика (рис. 5). Для неповторяющихся
импульсов пиковая мощность всегда должна оставаться ниже кривой на рис. 6.
• Vwm: Рабочее напряжение - это максимальное заданное напряжение, при котором TVS диод работает в режиме высокого импеданса без выхода из строя.
• Vbr: Напряжение пробоя - это значение, при котором устройство TVS начнет проводить ток. Vbr указывается на фиксированном уровне тока и обычно составляет примерно на 10% выше, чем Vwm.
• Vc: Максимальное напряжение ограничения определяет напряжение на TVS диоде при максимальном токе IPPM. Применяется приведенная ниже формула:
Pppm= Ippm x Vc
Рисунок 5: Форма сигнала 10/1000 мкс (P6SMBJ65)
Рисунок 6: Неповторяющаяся пиковая импульсная мощность в зависимости от ширины импульса (P6SMBJ65)
В следующей таблице представлен обзор ассортимента TVS от Diotec для различных номинальных мощностей и типов корпусов.
Примечание
В настоящих рекомендациях описываются предложения по устройству и не должны рассматриваться как гарантированное и проверенное решение для какой-либо схемы. Никакие гарантии или гарантии, явные или подразумеваемые, не даются в отношении мощности, производительности или пригодности любого устройства, схемы и т.д.
В настоящих рекомендациях описываются предложения по устройству и не должны рассматриваться как гарантированное и проверенное решение для какой-либо схемы. Никакие гарантии или гарантии, явные или подразумеваемые, не даются в отношении мощности, производительности или пригодности любого устройства, схемы и т.д.