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?TVS管的主要电气参数

TVS管主要的电气参数包含:反向击穿电压VBR、IPP峰值脉冲电流、箝位电压VC、反向电压VRWM、反向漏电流IR、结电容、峰值脉冲功率PPPM、极性、动态电阻(RDYN)等。

反向工作电压VRWM(Peak Reverse Working Voltage)

又称截止电压、TVS的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS劣化或损坏的最高工作峰值电压或直流峰值电压。对于交流电压,用最高工作电压有效值表示。在VRWM以下,TVS是不动作的,即TVS管是截止的,处于高阻状态。

图1: 伏安曲线中截止电压VRWM区域

反向漏电流IR ( Reverse Leakage Current)

IR漏电流也称待机电流,在规定温度和最高工作电压条件下,流过TVS的最大电流。TVS的漏电流一般是在截止电压下测量,对于某一型号TVS,IR在规定值范围内。漏电流主要带来了功率的损耗,或者是在模拟信号中,会影响AD信号的采样值。VRWMIR测试回路如下图所示,对TVS两端施加电压值为VRWM,从电流表中读出的电流值即为TVS的漏电流IR,其中虚线框表示单极性TVS管测试回路。    

图2: TVS管漏电流IR测试电路

【重要知识点】:

对于TVS管来说,漏电流IR越小越好,对于同功率和同电压的TVS管,在VRWM10V时,双向TVS漏电流是单向TVS漏电流的2倍。

反向击穿电压VBR(Breakdown Voltage)

击穿电压VBR是指在V-I特性曲线上,在规定的脉冲直流电流I或接近发生雪崩的电流条件下测TVS管两端的电压。对于低压TVS,由于漏电流较大,所以测试电流选取的较大。

VBR测试电路如下图所示,使用脉冲恒流源对TVS施加测试电流(一般选取10mA),读出TVS两端的电压则为击穿电压VBR。电流施加时间应不超过400ms,以免造成TVS管受热损坏。VBR MinVBR Max是TVS击穿电压的一个偏差,一般TVS为±5%的偏差,测量时,VBR 落在VBR MinVBR Max之间视为合格品。

图3: TVS管击穿电压VBR测试电路

v峰值脉冲电流(IPP)

峰值脉冲电流,给定脉冲电流波形的峰值。TVS一般选用10/100μs电流波形。

图4: 10/100μs电流波形

箝位电压VC(Clamping Voltage)

箝位电压VC,施加规定波形的峰值脉冲电流IPP时TVS两端测得的峰值电压。

【重要知识点】

箝位电压VC与峰值脉冲电流IPP是衡量TVS在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数,这个参数是互相联系的。对于TVS在防雷保护电路中的钳位特性,可以参考VC这个参数,对于相同型号TVS,在相同IPP下的VC越小,说明TVS的钳位特性越好,TVS的耐脉冲电流冲击能力可以参考IPP,同型号的TVS,IPP越大,耐脉冲电流冲击能力越强。

v峰值脉冲功率PPPM

TVS产品的额定瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率,理论上TVS功率越大越好,能够承受更多的冲击能量和次数,但是功率越高,TVS的封装越大,价钱也越高。

   TVS的功率满足电路要求即可,具体计算可参照如下公式:

图5: 峰值脉冲功率计算公式

其中,VC为TVS的钳位电压,IPP为TVS在10/1000us波形的峰值电流。对于不同等级的TVS,相同电压规格的TVS其VC值是一样的,只是IPP不同,故与PPPM与IPP大小成正比,IPP越大,PPPM

结电容

结电容也称寄生电容,TVS管的结电容与击穿电压成反比,击穿电压越高,结电容越小。结电容的大小会影响TVS器件的响应时间。在通讯线路上需要考虑TVS管的结电容,过大的结电容会影响通讯线路的信号质量,相比于单向TVS,双向TVS管因自身等效为两个TVS管串联的工艺拥有更低的结电容。

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