Bảo vệ

Diode TVS (chung)

Bộ triệt xung quá độ chủ lực cho đường nguồn và tín hiệu tốc độ thấp.

Đây là gì?

Diode TVS (Bộ triệt điện áp quá độ) là diode đánh thủng tuyết lở hạng nặng được thiết kế để ghim các xung điện áp trên đường nguồn hoặc tín hiệu. Khi điện áp đường vượt điện áp đánh thủng TVS, diode dẫn mạnh và hấp thụ năng lượng đột biến dưới dạng nhiệt. Khác với diode ESD điện dung siêu thấp, TVS chung được tối ưu cho khả năng dòng cao (hàng chục đến hàng trăm ampe) đổi lại điện dung cao hơn, phù hợp đường DC và tín hiệu chậm hơn.

TVS clamping a voltage spike on a power railVtVRWMVCunclamped surgeclamped by TVS
During a transient the TVS clamps the rail voltage to VC (clamping voltage) instead of letting the surge reach the downstream IC. The shaded curve shows what would happen without protection.

Khi nào bạn cần?

  • Đầu vào nguồn DC chịu xung khi cắm cáp (ví dụ jack adapter 5 V / 12 V / 24 V).
  • Đường điều khiển công nghiệp 24 V nơi chuyển mạch cảm gây giật điện áp.
  • Đường bus RS-485 / RS-232 / CAN phơi với cáp ngoài trời.
  • Ghim đầu vào PoE (Power over Ethernet) phía thiết bị nhận nguồn.
  • Bất cứ nơi nào cần khả năng đột biến cao hơn diode ESD có thể cung cấp — thường là thử nghiệm IEC 61000-4-5 Level 3 hoặc 4.

Cách chọn đúng linh kiện

VRWM (Điện áp làm việc ngược)
Phải bằng hoặc hơi cao hơn điện áp định mức của đường. Quá cao thì ghim lỏng; quá thấp thì TVS dẫn ở chế độ bình thường.
VBR (Điện áp đánh thủng)
Thường cao hơn VRWM 10-15%. Đây là nơi diode bắt đầu dẫn.
VC (Điện áp ghim) tại IPP đỉnh
Điện áp mà mạch được bảo vệ nhìn thấy trong tình huống đột biến tồi nhất. Chọn sao cho VC < định mức tối đa tuyệt đối của IC phía sau.
IPP (Dòng xung đỉnh)
Khả năng dòng đột biến tại 8/20 μs (IEC 61000-4-5) hoặc 10/1000 μs (load dump). Khớp với loại đột biến sản phẩm phải vượt qua.
PPP (Công suất xung đỉnh)
Công suất tiêu tán trong khi đột biến. PPP cao hơn = die lớn hơn, vỏ lớn hơn, chi phí cao hơn.
Một chiều vs Hai chiều
Một chiều cho đường DC, hai chiều cho tín hiệu AC hoặc đường dữ liệu cân bằng. Hai chiều có điện dung khoảng gấp đôi một chiều.

Magnias cung cấp gì

Danh mục TVS của Magnias bao trùm VRWM từ 3.3 V đến 600 V, định mức IPP từ 1 A đến 100+ A, với vỏ từ SOD-323 đến SMA / SMB / DO-214 / DO-218AB. Chúng tôi cung cấp cả phiên bản chuẩn và điện dung thấp, đạt AEC-Q101 cho ô tô, cùng TVS bất đối xứng chuyên dụng cho bảo vệ bus RS-485 +12 V/−7 V (ví dụ PT0712JL).

Câu hỏi thường gặp

TVS chung khác với diode ESD ở chỗ nào?
Cùng vật lý, tối ưu khác. Diode ESD tối ưu cho điện dung rất thấp và đáp ứng nhanh nhưng dòng nhỏ (IPP ≤ 10 A). TVS chung tối ưu cho dòng đột biến cao (50-500 A) với điện dung cao hơn (10-1000 pF) — phù hợp đường nguồn, không tốt với dữ liệu tốc độ cao.
TVS của tôi nên chịu mức đột biến nào?
Khớp với thử nghiệm hệ thống bạn cần vượt qua. IEC 61000-4-5 Level 2 = 1 kV pha-pha / 2 kV pha-đất; Level 3 = 2 kV / 4 kV; Level 4 = 4 kV / 8 kV. Sóng 8/20 μs quyết định IPP.
TVS có thay được cầu chì không?
Không. TVS ghim điện áp; cầu chì cắt dòng. Dùng cùng nhau — TVS ghim xung, cầu chì (hoặc PTC) cắt dòng quá liên tục.
Có nên thêm điện trở nối tiếp?
Đôi khi. Với sự kiện năng lượng cao, một điện trở nhỏ nối tiếp (1-10 Ω) trước TVS chia sẻ năng lượng và giảm điện áp ghim tại IC. Phổ biến ở RS-485 / CAN / đường cảm biến.
Tại sao TVS hai chiều trên RS-485 lại bất đối xứng?
RS-485 dao động bất đối xứng quanh đất (dải common-mode +12 V / −7 V). TVS hai chiều đối xứng hoặc ghim trong dải bình thường (xấu) hoặc có VBR một bên cao không cần thiết. TVS bất đối xứng như PT0712JL khớp profile bus chính xác.
Sự khác biệt giữa SMA, SMB, DO-214, DO-218?
Kích thước vỏ / định mức dòng. SMA (DO-214AC) ~1 A liên tục, SMB (DO-214AA) ~3 A, DO-214AB ~5 A, DO-218AB lên đến 12 A liên tục với định mức load-dump 10/1000 μs.