tvs管的优缺点
优点:
①击穿(导通)前相当于开路,电阻很大,没有漏电流或漏电流很小;
②击穿(导通)后相当于短路,可通过很大的电流,压降很小;
③具有双向对称特性。
④响应速度都很快,ns级。
⑤击穿电压一致性好。
缺点:
①通流量较小,只有几百a。
②击穿电压只有若干特定值。
③电容较大,有几十至几百pf
tvs管有单向与双向之分
tvs管有单向与双向之分(单向的型号后面的字母为“a”,双向的为“ca”),单向tvs管的特性与稳压二极管tvs管使用时,一般并联在被保护电路上。为了限制流过tvs管的电流不超过管子允许通过的峰值电流ipp,应在线路上串联限流元件,如电阻、自恢复保险丝、电感等。相似,双向tvs管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。
tvs管工作原理
器件并联于电路中,当电路正常工作时,它处于截止状态(高阻态),不影响线路正常工作,当电路出现异常过压并达到其击穿电压时,它迅速由高阻态变为低阻态,给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内,从而保护被保护ic或线路;当异常过压消失,其恢复至高阻态,电路正常工作。
tvs允许的正向浪涌电流在ta=250c,t=10ms条件下,可达50~200a。双向tvs可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压钳制到预定水平, 双向tvs适用于交流电路,单向tvs一般用于直流电路。可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等,是一种理想的保护器件。耐受能力用瓦特(w)表示。
tvs二极管可以很方便地与其它器件集成在一个芯片上,现有很多将emi过滤和rfi防护等功能与tvs管集成在一起的器件,不但减少设计所采用的器件数目降低成本,而且也避免pcb板上布线时易诱发的伴生自感。
从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。 tvs的反应速度绝对比rc回路快的多,抑制反向的用单向tvs, 有交流的用双向tvs。
tvs管的功率计算
上图是常见的汽车电源部分的原理图,分别是防反接模块和ldo模块,我们的客户要求iso7637-2脉冲5为40v/400ms,内阻2欧姆,我开始时用的smbj20ca,结果tvs管被烧毁,后改成smbj36ca,现在可以过iso7637-2脉冲5。
问题:
1)tle42644g的输入电压最大40v,smbj36ca的vbrmin=40v, vrsm=58.1v,在上述模块中我认为smbj36ca没有起到任何作用,按tvs管的选型标准,此刻我应选择符合vrsm<40v和vbrmin>18v(电源电压)的tvs管,但不知要承受客户要求的400ms的tvs管功率该如何计算?
2)若客户无特殊要求,按iso7637-2脉冲5的标准我是否需要选取能承受输入电压高的ldo?这样可以选择高电压的tvs管,减小tvs管上的功耗?
回答:
这个脉冲的能量是最大的,tvs起到的作用,是将电压稳定在一定的范围之内。
我在书里面的计算方法,是将tvs等效成一个可变电阻,在整个过程中,将加在上面的最大的功率给核算出来。
实质上,我在书里面可能肤浅了些,这里针对us级别的脉冲,核算静态功率,因为这个的失效机理属于瞬间的热失效;而针对这种40ms~400ms的,可以首先计算两个最终的阻抗:
对于smbj20ca而言:
第一阶段,此时tvs的电阻无穷大,电压很快上升至22.2~24.5v,tvs管开始击穿
第二阶段,tvs的电压上升,其阻抗开始下降,整个过程中,电压上升至32.4v,此时等效电阻为1.74ohm,电流为10.7a,这是最高的电流
第三阶段,tvs管的电压开始下降,阻抗变大,电压在一个稳定的范围内,这个稳态值可以用迭代的方法进行计算,在书中的线性的方法其实是一种假设。为了计算方便,我们假定这里稳定的电压就是24.5v+2v,此时的电阻为4ohm,功率为175w.毫无悬念,这是肯定要被烧掉的。
因此大多数的车子,都在努力在发电机那块加入中央抑制器,将脉冲能量直接直接吸收,这里不能使用表贴的了。而且上方的大多数元件,需要能够承受40v的耐压值了。
smbj36ca,承受的能量是非常有限的,所以不会烧毁,但是整个后级系统就承受了很大的电压。
所以这里最好是采用仿真的方法去进行确认,如下图所示:
脉冲的产生机理:在断开电池的同时,交流发电机正在产生充电电流对蓄电池充电,而发电机电路上仍有其它负载时产生的瞬态 pulse 5 is a simulation of a load dump transient occurring in the event of a discharged battery being disconnected while the alternator is generating charging current with other loads remaining on the alternator circuit at this moment。
tvs管的使用范围
1、rs232/rs422/rs485分界面卡
2、xdsl和isdn、hdsl传输设备
3、用户前端设备,如:电话、调制解调器等
4、centralofficelinecards
5、t1/e1
6、pbx和其它交换设备
Linux configfs的使用
Xilinx如何在模拟混合信号评估平台上整合数字和模拟?
pcb的插件有哪一些连接的方式
电动机原理与结构图
GaN HEMT大信号模型
TVS管的功率如何计算_TVS管的使用范围
想加入机器人行业 就要做一些实事
浪潮信息正式加入Arm SystemReady™ 计划
AMD锐龙Threadripper1950X评测 7900X的性能在1950X与1920X之间
智能电表市场正处于新一轮集中替换周期,新型存储设备将大有可为!
凯迪拉克展示以氢气为动力的飞行赛车
FORESEE S58A:一款来自Longsys江波龙的高稳定性SSD
智能家居的主流有线协议介绍
追赶台积电! 三星计划2022年3nm量产
分析总结2020年中国太阳能光伏发电应用现状
平波电容电抗器是什么,它的功效是什么
南昌市安义县深入工业园区开展消防安全检查
NVIDIA研发无人驾驶域控制器 松下电器开发低传输损耗多层基板材料
智慧养老虚拟仿真管理系统的简介
长电科技:全面覆盖功率器件封装,工艺及设计解决方案完备可靠