發布日期：2022-04-17 點擊率：246
目前，瞬態電壓抑制器在當代的應用可謂是越來越廣泛，瞬態電壓抑制器是值得我們好好學習的，現在我們就深入了解瞬態電壓抑制器。
瞬態電壓抑制器英文為Transientvoltagesuppressor，簡稱TVS，當TVS兩極受到反向高能量沖擊時，它能以10－12s級的速度，將其兩極間的阻抗由高變低，吸收高達數kW的浪涌功率，使兩極的電位箝位于預定值，有效地保護自動化設備中的元器件免受浪涌脈沖的損害。
瞬態電壓抑制器的正向特性與普通二極管相同，反向特性為典型的PN結雪崩器件。在浪涌電壓的作用下，TVS兩極間的電壓由額定反向關斷電壓VWM上升到擊穿電壓Vbr而被擊穿。隨著擊穿電流的出現，流過TVS的電流將達到峰值脈沖電流IPP，同時在其兩端的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓VC以下。其后，隨著脈沖電流按指數衰減，TVS兩極間的電壓也不斷下降，最后恢復到初態，這就是TVS抑制可能出現的浪涌脈沖功率，保護電子元器件的過程。
圖題：瞬態電壓抑制器工作原理
瞬態電壓抑制器的主要參數
１）最大反向漏電流ＩＤ和額定反向關斷電壓ＶＷＭ。ＶＷＭ是ＴＶＳ最大連續工作的直流或脈沖電壓，當這個反向電壓加于ＴＶＳ的兩極間時它處于反向關斷狀態，流過它的電流應小于或等于其最大反向漏電流ＩＤ；
２）最小擊穿電壓ＶＢＲ和擊穿電流ＩＲ。ＶＢＲ是ＴＶＳ最小的擊穿電壓。在２５℃時，低于這個電壓ＴＶＳ是不會發生雪崩的。當ＴＶＳ流過規定的１ｍＡ電流（ＩＲ）時，加于ＴＶＳ兩極的電壓為其最小擊穿電壓ＶＢＲ。按ＴＶＳ的ＶＢＲ與標準值的離散程度，可把ＶＢＲ分為５％和１０％兩種。對于５％的ＶＢＲ來說，ＶＷＭ＝０．８５ＶＢＲ；對于１０％的ＶＢＲ來說，ＶＷＭ＝０．８１ＶＢＲ；
３）最大箝位電壓ＶＣ和最大峰值脈沖電流ＩＰＰ。當持續時間為２０ｍＳ的脈沖峰值電流ＩＰＰ流過ＴＶＳ時，在其兩端出現的最大峰值電壓為ＶＣ。ＶＣ、ＩＰＰ反映了ＴＶＳ的浪涌抑制能力。ＶＣ與ＶＢＲ之比稱為箝位因子，一般在１．２～１．４之間；
４）電容量Ｃ。電容量Ｃ是由ＴＶＳ雪崩結截面決定的，是在特定的１ＭＨｚ頻率下測得的。Ｃ的大小與ＴＶＳ的電流承受能力成正比，Ｃ太大將使信號衰減。因此，Ｃ是數據接口電路選用ＴＶＳ的重要參數；
５）最大峰值脈沖功耗ＰＭ。ＰＭ是ＴＶＳ能承受的最大峰值脈沖功率耗散值。在給定的最大箝位電壓下，功耗ＰＭ越大，其浪涌電流的承受能力越大；在給定的功耗ＰＭ下，箝位電壓ＶＣ越低，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、持續時間和環境溫度有關。而且，ＴＶＳ所能承受的瞬態脈沖是不重復的，器件規定的脈沖重復頻率（持續時間與間歇時間之比）為０．０１％。如果電路內出現重復性脈沖，應考慮脈沖功率的累積，有可能損壞ＴＶＳ；
６）箝位時間ＴＣ。ＴＣ是從零到最小擊穿電壓ＶＢＲ的時間。對單極性ＴＶＳ小于１×１０－１２Ｓ；對雙極性ＴＶＳ小于１０×１０－１２Ｓ。
瞬態電壓抑制器的分類
瞬態電壓抑制器器件按極性可分為單極性和雙極性兩種；按用途可分為通用型和專用型；按封裝和內部結構可分為：軸向引線二極管、雙列直插瞬態電壓抑制器陣列、貼片式和大功率模塊等。軸向引線的產品峰值功率可以達到４００Ｗ、５００Ｗ、６００Ｗ、１５００Ｗ和５０００Ｗ。其中大功率的產品主要用在電源饋線上，低功率產品主要用在高密度安裝的場合。對于高密度安裝的場合還可以選擇雙列直插和表面貼裝的封裝形式。
瞬態電壓抑制器的選用
１）確定被保護電路的最大直流或連續工作電壓，電路的額定標準電壓和最大可承受電壓；
２）瞬態電壓抑制器的額定反向關斷電壓ＶＷＭ應大于或等于被保護電路的最大工作電壓。若選用的ＶＷＭ太低，器件可能進入雪崩或因反向漏電流太大影響電路的正常工作；
３）瞬態電壓抑制器的最大反向箝位電壓ＶＣ應小于被保護電路的損壞電壓；
４）在規定的脈沖持續時間內，瞬態電壓抑制器的最大峰值脈沖功率ＰＭ必須大于被保護電路可能出現的峰值脈沖功率。在確定了最大箝位電壓后，其峰值脈沖電流應大于瞬態浪涌電流。一般，瞬態電壓抑制器的最大峰值脈沖功率是以１０／１０００ｍＳ的非重復脈沖給出的，而實際的脈沖寬度是由脈沖源決定的，當脈沖寬度不同時，其峰值功率也不同。如某６００Ｗ瞬態電壓抑制器，對１０００ｍＳ脈寬最大吸收功率為６００Ｗ，但是對５０ｍＳ脈寬吸收功率就可達到２１００Ｗ，而對１０ｍＳ的脈寬最大吸收功率就只有２００Ｗ了。而且吸收功率還和脈沖波形有關，如果是半個正弦波形式的脈沖，吸收功率就要減到７５％；若是方波形式的脈沖，吸收功率就要減到６６％； ５）平均穩態功率的匹配對于需要承受有規律的、短暫的脈沖群沖擊的瞬態電壓抑制器，如應用在繼電器、功率開關或電機控制等場合，有必要引入平均穩態功率的概念。例如，在一功率開關電路中會產生１２０Ｈｚ，寬度為４ｍＳ，峰值電流為２５Ａ的脈沖群。選用的瞬態電壓抑制器可以將單個脈沖的電壓箝位到１１．２Ｖ。此中平均穩態功率的計算為：
瞬態電壓抑制器
脈沖時間間隔等于頻率的倒數１／１２０＝０．００８３Ｓ，峰值吸收功率是箝位電壓與脈沖電流的乘積１１．２Ｖ×２５Ａ＝２８０Ｗ，平均功率則為峰值功率與脈沖寬度對脈沖間隔比值的乘積，即２８０×（０．０００００４Ｓ／０．００８３Ｓ）＝０．１３４Ｗ。也就是說，選用的瞬態電壓抑制器平均穩態功率必須大于０．１３４Ｗ； ６）對于數據接口電路的保護，還必須注意選取具有合適電容Ｃ的瞬態電壓抑制器器件； ７）根據用途選用瞬態電壓抑制器的極性及封裝結構。交流電路選用雙極性瞬態電壓抑制器較為合理，多線保護選用瞬態電壓抑制器陣列更為有利； ８）根據溫度考慮，瞬態電壓抑制器可以在－５５℃～＋１５０℃之間工作。如果需要ＴＶＳ在一個變化的溫度下工作，由于其反向漏電流ＩＤ是隨溫度增加而增大；功耗隨ＴＶＳ結溫增加而下降，從＋２５～＋１７５℃，大約線性下降５０％；擊穿電壓ＶＢＲ隨溫度的增加按一定的系數增加。因此，必須查閱有關產品資料，考慮溫度變化對其特性的影響。
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