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瞬態電壓抑制器的選用原則

發布日期:2022-05-30 點擊率:61

    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。
    (1)確定被保護電路的直流或連續工作電壓,電路的額定標準電壓和可承受電壓;
    (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: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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