TVS及其在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用newVIP

1、 本文由zjl985826貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 第 卷 年 第 月期 廁 ￥ 及其在 電路設(shè)計(jì) 中的應(yīng)用 白樹 林 許 波 （ 西安 電子工程 研 究 所 ，陜西 西安 ） 摘 要 ：介 紹 了瞬 態(tài) 電壓 抑制 器 （ ）的 特性 及 主 要 參數(shù) ；給 ， 出 了選 用 器件 時(shí)應(yīng) 注意 的事項(xiàng) 同時(shí)給 出 了 電路 設(shè) 計(jì) 中的 典型 應(yīng) 用 實(shí)例 。 在 關(guān)鍵 詞 ： ；元 器件保 護(hù) ；電路 設(shè) 計(jì) 引 言 瞬態(tài) 電壓 抑制 器是 一 種 二極 管 形式 的高 效 能 保 護(hù) 器件 。具 有 極快 的響應(yīng) 時(shí) 間和

2、 相 當(dāng)高 的浪 涌 通 路 。在 時(shí) ，低 于 這 個(gè) 電 壓 ， 不 會(huì) 發(fā) 是 生雪 崩 擊穿 的 。 （）額 定 反 向 關(guān) 斷 電 壓咖 是 在正 常狀 態(tài) 時(shí)可 承受 的 電壓 ，此 電 吸收 能 力 。 當(dāng) 兩端 受 到 反 向 瞬態(tài) 過 壓 脈 沖 的 時(shí) ，能 以極高 的速度 把 兩端 間 的高 阻抗 變 為 低 阻 抗 ， 以吸收 瞬 間大 電流 ，并 將 電壓 箝 制在 預(yù) 定 數(shù) 值 ，從 而有效 保 護(hù) 電路 中的元 器件 免 受損 壞 。本 壓應(yīng) 大于 或等 于 被保 護(hù) 電路 的正 常工 作 電壓 。但 它 又 需 要 盡 量 與 被 保 護(hù) 電 路 的 正 常

3、工 作 電 壓 接 近 。這 樣 才 不會(huì) 在 以前 使 整 個(gè) 電路 面對(duì) 作 過 壓威 脅 。按 的 標(biāo)準(zhǔn) 值 的離 散 度 ，可 把 與 膿 文 講 述 了 件 的 主要 特 性 參 數(shù) 和選 用 注 意 事 器 分 為 和 兩 種 ，對(duì) 于 的蕊 說 ， 來 （）最 大峰 值脈 沖 電流 項(xiàng) ，同時(shí)給 出了 電路設(shè) 計(jì) 中 的應(yīng)用 方法 。 在 ；而對(duì) 于 的腿 說 ， 。 來 是 反 向狀 態(tài) 工 作 時(shí) ，在 規(guī) 定 的脈 沖 在 條 件下 ，器 件 允許 通過 的 最大 脈 沖峰值 電流 。 件 的 特 性 及 主 要 參 數(shù) 器 器 件 特 性 的 （）箝位 電壓 在 規(guī) 定

4、的 反 向應(yīng) 用 條 件 下 ， 受保 護(hù) 的 對(duì) 當(dāng)脈 沖峰 值 電流 流過 ，其 兩 端 出現(xiàn) 時(shí) 線路 呈 高 阻抗 狀態(tài) 。當(dāng) 瞬間 電壓 超 過其 擊 穿 電 壓 時(shí) ， 會(huì) 提供 一 個(gè) 低 阻 抗 的 路徑 ，并 通 過 大 就 電流方 式使 流 向被 保 護(hù)元 器 件 的瞬 間 電流 分 流 到 極 管 ，同 時(shí)將 受 保 護(hù)元 器 件 兩 端 的 電 壓 限 二 的 最 大 電 壓 值 稱 為箝 位 電 壓 。 和 反 映 了 的浪 涌抑 制 能力 。通 常把 與腿 比稱 為箝 之 位 因子 （ 數(shù)） 系 ，其 值一 般 在 之 間 。實(shí) 際使 用 時(shí) ，應(yīng)使 不 大于 被保

5、 護(hù) 電路 的最 大 允許 安 全 電壓 ，否則 被保 護(hù) 器件 將 面臨被 損 壞 的可能 。 （）最 大峰 值 脈 沖功 耗 制 在 的箝 制 電壓 。 當(dāng) 過壓 條件 消 失 后 又 恢 復(fù) 到 高 阻 抗?fàn)?態(tài) 。與 陶 瓷 電容 相 比 可 以 承受 的 電 壓 ，但 陶 瓷 電容 對(duì) 高 壓 的 承受 能力 比較 弱 。 的沖 擊 就會(huì) 造 成 約 陶 瓷 電 容 失效 ，而到 時(shí) ，其 損 壞率將 高 達(dá) 到 。 通常是最大峰值脈沖電流與箝位電壓 的乘 積 ，也 就 是 最 大 峰 值脈 沖功 耗 。它 是 能 承受 的最 大峰 值 脈 沖功耗 值 。在給 定 的最大 鉗 位 電

6、壓 下 ，功 耗 越 大 ，其 浪 涌 電流 的 承受 能 力 越 大 。另 外 ，峰 值 脈 沖功耗 還 與脈 沖波 形 、脈 沖持 續(xù) 時(shí) 間 和環(huán) 境 溫 度 有 關(guān) 。 而且 能承 受 的 所 瞬態(tài) 脈 沖是 不 可重 復(fù)施 加 的 。 （）電容 量 的 電容 是 由其 硅 片 的截 面 積 和偏 置 電壓 器件的主要參數(shù) （）最 小 擊 穿電壓 當(dāng) 過 規(guī) 定 的 電 流 時(shí) ， 兩 端 的 電壓 流 稱 為 最 小擊 穿 電壓 ，在 此 區(qū) 域 。 低 阻抗 的 呈 收稿 日期 ： 電 手 元 器 件 主 用 第 卷 第 期 電 予元 器 件 盔 用 年 月 來 決定 的 ，它是

7、在 特 定 頻率 下測 得 的 。的 大 小 與 電流 承 受 能 力 成 正 比 ， 大 ，將 的 太 使 信 號(hào) 衰 減 。因此 ，電容 是數(shù) 據(jù) 接 口電路 選 用 的重 要參 數(shù) 。 作 電壓 后 ， 發(fā) 生雪 崩 擊 穿 ，從 而 提供 給 瞬 將 時(shí)電流一個(gè)超低阻抗的通路 ，其結(jié)果是瞬時(shí)電流 通過 引開 ，從 而避 開 被 保 護(hù) 器件 ，并 且 在 被 電壓 恢 復(fù)正 常值 之 前使 被 保護(hù) 回路一 直 保 持截 止 電壓 。在 此 之 后 ，當(dāng)瞬 時(shí) 脈 沖結(jié) 束 以后 ， （）漏 電流， ，是最 大 反 向工 作 電壓施 加 到 時(shí) ， 上 極管 再 自動(dòng) 恢 復(fù)至 高 阻

8、狀 態(tài) 。整個(gè) 回路 進(jìn) 入正 常 電壓狀 態(tài) 。 以下是 電路 應(yīng) 用 中的幾 個(gè) 典 型 在 實(shí)例 。 交流 電路 中的應(yīng) 用 在 圖 所示 是一 個(gè) 雙 向 在交 流 電路 中 的應(yīng) 用 管 的漏 電流 。 當(dāng) 于 高 阻抗 電路 時(shí) ，這個(gè) 漏 用 電流幌 一個(gè)重要參數(shù) 。 選 用 注 意 事 項(xiàng) 的 在 選 用 ，根據(jù) 電路 的具 體 情 況 ，一 般 時(shí) 電路 。應(yīng) 用 以有 效 地 抑制 電 網(wǎng)帶 來 的過 載 可 應(yīng)考 慮 以下 幾個(gè) 主要 因素 ： 脈 沖 ，從 而起 到保 護(hù) 整流 橋及 負(fù) 載 中所 有 元器 件 首 先 ， 由于 雙 向 以在 正 反 兩 個(gè) 方 向吸

9、可 收瞬 時(shí) 大 脈 沖功 率 ，并 把 電 壓箝 制 到 預(yù)定 水 平 。 因此 。若 電路 有 可 能承 受來 自兩個(gè) 方 向的浪 涌 電 壓 沖擊 時(shí) ，應(yīng) 當(dāng)選 用 雙 向 雙 向 般 適 。 一 的作用 。 圖 中的 位 電壓應(yīng) 不 大于 電路 的最 箝 大 允許 電壓 。 用 于 交 流 電路 ，單 向 般 用 于直 流 電路 。另 一 外 ，箝 位 電壓 不 大于 被保 護(hù) 電路 的最 大允 許 安 全 電壓 。 其 次 ，就 是 最 大 峰值 脈 沖 功耗 必 須 大于 電 路 中出現(xiàn) 的最 大 瞬 態(tài)浪 涌功 率 。但 是 ，在實(shí) 際 應(yīng) 用 過程 中 ，浪 涌有 可能 重復(fù)

10、 地 出現(xiàn) ，在 這種 情 況 下 ，即使 單個(gè) 的脈 沖 能 量 比 器件 可 承受 的脈 圖 用 于 交 流 電 路 用 護(hù)直 流 穩(wěn)壓 電源 保 圖 是一 個(gè) 直流 穩(wěn) 壓 電源 ，在 其 穩(wěn) 壓 輸 出端 沖能量 要 小得 多 ，但 是 ，如 果 重復(fù) 施 加 ，這 些 單 加 上 ，可 以保 護(hù) 使 用該 電源 的儀 器設(shè) 備 同 個(gè) 的脈 沖 能量 積 累起 來 ，也 可 能在 某些 情 況 下超 過 件 所 能 承受 的脈 沖 能 量 。 因此 ，在 電路 器 時(shí)還可 以吸收電路 中晶體管的集 電極 到發(fā)射極 問 的峰值 電壓 ，從 而 保 護(hù) 晶體管 。建議 在 每 個(gè)穩(wěn) 壓

11、源 的輸 出端 增 加 一個(gè) ，這 樣 可 以 大 幅度 地 管 提高 整機(jī) 的可靠性 。 設(shè) 計(jì) 時(shí) ，必 須 在 這 點(diǎn) 上 認(rèn) 真 考 慮 并 選 用 合 適 的 件 ， 以使其 在 規(guī) 定 的間 隔 時(shí) 間 內(nèi) ，重 復(fù)施 器 加 脈 沖能 量 的累 積不 至 于超 過 件 的脈 沖 能 器 量 額定 值 。 第 三 ，在實(shí) 際 應(yīng)用 過 程 中 ，對(duì)最 大 反 向工 作 電壓必 須 有 正確 的選取 ，一般 原 則是 以交 流 電壓 的 倍 來選 取 的最 大反 向工作 電壓 。直 流 管 電壓則 按 倍 來 選 取， 管 的最 高 反 向工 作 電壓 圖 保 護(hù) 直 流 穩(wěn) 壓 電

12、 源 實(shí) 例 輸 出 在電路設(shè)計(jì)中的典型應(yīng)用 在 實(shí) 際 的應(yīng) 用 電路 中 ，處 理 瞬時(shí) 脈 沖對(duì) 器 件 損 害 的最 好辦 法 ，就是 將 瞬 時(shí) 電流從 敏 感器 件 引 用 護(hù) 晶體 管 電路 保 各 種 瞬變 電 壓 能使 晶 體 管 的 結(jié) 或 結(jié) 擊 穿 而損 壞 ，特 別 是 晶 體 管 集 電極 有 感 性 （ 圈 、 線 變 壓 器 、 電動(dòng) 機(jī)）負(fù) 載 時(shí) ，通 常 會(huì) 產(chǎn) 生 高壓 反 電 開 。 為 達(dá) 到這 一 目的 ，將 線路 板 上 與 被 保 在 勢 ，因而 可 能使 晶體 管 損壞 。在 實(shí) 際應(yīng) 用 中 ，建 護(hù)線 路 并聯(lián) 。這樣 ，當(dāng)瞬時(shí) 電壓超

13、過 電路 正 常 工 電子元 器 件 左 用 刪 似 議 采用 ， 作 為 保 護(hù)器 件 。圖 所示 為 保 護(hù) 晶 第卷年 月 期 第 瓣墓縟瘞痢 出 出 （ ） 出 出 （ ） 圖 基 于 晶 體 管 保 護(hù) 電路 的 （） 體 管 的 四種 電路實(shí) 例 。 集 成 電 路 的 保 護(hù) 用 保護(hù) 集成 運(yùn) 放 集 成 運(yùn)放 對(duì) 外界 電應(yīng) 力 非 常 敏感 。 因此 ，在 由于 現(xiàn)代 的集 成度 越 來 越 高 ，而 其耐 壓 則 使 用 運(yùn)放 的過程 中 ，如 果 因操 作失 誤 或 采 取 了不 越來越低 ，因而很容易受到瞬變電壓 的沖擊而損 壞 ，故 須 采 取 保 護(hù) 措 施 。通

14、 常 在 電路 的 輸 正 常 的 工 作 條 件 。往 往 會(huì) 出現(xiàn) 過 大 的 電壓 或 電 流 ，特別 是 浪涌 和靜 電脈 沖 ，從 而很 容 易使 運(yùn) 放 受 損 或失 效 。圖 示是 用 所 在運(yùn) 放 差模 輸入 端 防止 過壓 損傷 的保 護(hù) 電路 。 人 端 及輸 出端都 有保 護(hù) 網(wǎng) 路 ，為 了可 靠 起見 ，在 各 整 機(jī) 對(duì) 外 接 口處 也 增 加 了各 種 保 護(hù) 網(wǎng)絡(luò) 。 圖 給 出 了用 對(duì)， 器件 進(jìn) 行 保 護(hù) 的有 關(guān) 及 電路措 施 。 圖 護(hù) 集 成運(yùn) 放 實(shí)例 保 結(jié)束 語 本 文 主要講 述 了， 器 件 的特性 和 主要 參數(shù) （） 止 輸 入 電 壓超 過 （） 防 防止 輸 入 高 低 于 地 ， 以及 選 用 器件 時(shí) 的注 意事 項(xiàng) ，同時(shí) 給 出了器 件 在 電路 設(shè) 計(jì) 中 的典 型應(yīng) 用 電路 ，以便 加 深 電路 設(shè) 計(jì) 人 員 對(duì) 的認(rèn)