电子工程师在最初的电路设计中接触的更多的必然是功能型芯片,随着对产品及产品电路的了解,就会慢慢在电路设计中接入相应防护功能的电路保护器件,从而实现整个产品的电路保护。其中作为保护敏感元器件免受ESD和EMI浪涌脉冲的有效、低成本的器件——TVS管迅速获得工程师及市场的认可肯定。本篇小硕以SOCAY硕凯单向TVS瞬态抑制二极管20KPA20A的过压防护应用来为大家详细分析TVS在使用中应注意的事项。
瞬态抑制(TVS)二极管又叫箝位型二极管,是目前普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但其吸收的浪涌功率可达数千瓦,它的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压箝制在预定水平,其响应时间<1ns,因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、损坏极限较高、体积小等优点。
在实际应用电路中,处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法,就是将瞬时电流从敏感器件引开。为达到这一目的,将TVS二极管在PCB上与被保护器件并联。这样,当瞬时电压超过电路正常工作电压后,TVS二极管将发生雪崩击穿,从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路,其结果是瞬时电流通过TVS二极管被引开,从而避开被保护器件,并且电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压,在此之后,当瞬时脉冲结束以后,TVS二极管在自动恢复至高阻状态,整个回路进入正常电压状态。
以下是适用于保护I/O接口,Vcc总线和其他应用于电信、计算机、工业和消费电子应用的易损电路的SOCAY硕凯单向TVS瞬态抑制二极管20KPA20A的具体参数特性。
P600封装20KPA系列
功率:20000W
工作电压:20-300V
电流:41.8-548.9A
20KPA20A的参数:
封装:P600
电压:20V
电流:548.9A
钳位电压:36.8V
功率:20000W,更多TVS瞬态抑制二极管型号规格参数特性可直接访问硕凯电子官网http://www.socay.com。
20KPA20A的特性:
1、P600封装玻璃钝化片结
2、低泄漏
3、单向和双向单元
4、优良的钳位能力
5、20000W的峰值功率能力在10×1000μ波形重复率(占空比):0.01%
6、快速响应时间:从0伏特到最小击穿电压通常小于1.0ps
7、典型的,在电压高于50V时,反向漏电流小于2μA
8、高温焊接:终端260°C/40秒
9、典型的最大温度系数△Vbr =0.1% x Vbr@25°C x △T
10、塑料包装有94V-0等级的垂直燃烧试验
11、无铅镀雾锡
12、无卤化,符合RoHS
13、典型失效模式是在指定的电压或电流下出现
14、晶须测试是基于JEDEC JESD201A每个表4a及4c进行的
15、IEC-61000-4-2 ESD 15kV(空气),8kV(接触)
16、数据线的ESD保护符合IEC 61000-4-2(IEC801-2)
17、数据线的EFT保护符合IEC 61000-4-4(IEC801-4)
TVS二极管在使用中应注意的事项
a) 脉冲峰值功率与瞬变电压脉冲宽度间的关系。器件手册给的只是特定宽度下的脉冲峰值功率,而实际电路设计中的脉冲宽度则变化莫测,事前要有估计。对宽脉冲应降额使用,对小电流负载的保护,可在电路中增加限流电阻,即可实现选用脉冲峰值功率较小的TVS二极管对小电流负载电路进行保护。
b) 降额使用。TVS二极管要注意环境温度升高时的降额使用。特别要注意TVS二极管的引线长短,以及它与被保护线路的相对距离。当没有合适电压的TVS二极管供选用时,允许用多个TVS二极管串联使用。串联管的最大电流决定于所采用管中电流吸收能力最小的一个。而脉冲峰值功率等于电流与串联管电压之和的乘积。
c) TVS二极管的结电容影响它在高速电路中使用的关键因素。在此情况,一般用一个TVS二极管与一个快恢复二极管以背对背的方式连接,可满足高频使用要求。