常见防雷器件应用.pdfVIP

surge,lighting) (TVS, SP surge,lighting) (TVS, SP 常见防雷（ssuurrggee,,lliigghhttiinngg))器件((TTVVSS,,压敏电阻，气体放电管，固体放电管，SSPP D) D) DD))应用 TVS瞬态干扰抑制器性能与应用 瞬态干扰 瞬态干扰指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用 时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。瞬态干扰会造成控制系统的电源电压的波动；当瞬态电 压叠加在控制系统的输入电压上，使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时，便会 损坏控制系统内部的设备，因此必须采用抑制措施。 硅瞬变吸收二极管 硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件；其应用是与被保护 设备并联使用。 硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能 力，及极多的电压档次。可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压， 以及感应雷所产生的过电压。TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管) 两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路 工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压接近TVS 击穿电压，使TVS漏电流影响电路正 常工作；也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。 TVS管 有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板 上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。 TVS的特性 TVS的电路符号和普通的稳压管相同。其电压-电流特性曲线如图1 所示。其正向特性与普通 二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。图2 是TVS的电流-时间和电压-时间曲线。 在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，而 被击穿。随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电 压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电 压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS 抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件 的过程。当TVS两极受到反向高能量冲击时，它能以10~12s级的速度，将其两极间的阻抗由 高变低，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电位箝位于预定值，有效地保护电子设备中的 元器件免受浪涌脉冲的损害。TVS具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、 箝位电压容易控制、体积小等优点，目前已广泛应用于家用电器、电子仪表、通讯设备、电源、 计算机系统等各个领域。 TVS的主要参数 *最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电 压，当这个反向电压加于TVS的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其 最大反向漏电流ID。 *最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是TVS 最小的击穿电压。在25℃时，低于这个电 压TVS是不会发生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时，加于TVS两极的电压为其最 小击穿电压VBR。按TVS 的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5％和10％两种。对于 5％的VBR来说，VWM=0.85VBR；对于10％的VBR 来说，VWM=0.81VBR。 图1 TVS电压－电流特性 图2 TVS电压(电流)时间特性 *最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过T VS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC 与VB R之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。 *电容量C。电容量C 是由TVS 雪崩结截面决定的，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。 *最大峰值脉冲功耗PM。PM是TVS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。而 且，TVS 所能承受的瞬态脉冲是