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淺析TVS管在交流電路中的詳細應用

 

  電子保護器件較常用的是瞬態抑制二極體TVS管,同時它也是過壓保護器件中的一種。TVS管廣泛應用於半導體及敏感器件的保護,通常用於二級保護。一般用於在陶瓷氣體放電管之後的二級保護,也有使用者直接將其用於產品的一級保護。

        

  TVS管特點為反應速度快(為ps級),體積小,脈衝功率較大,箝位電壓低等。其10/1000μs波脈衝功率從400W~30KW,脈衝峰值電流從0.52A~544A;擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值,便於各種不同電壓的電路使用。

  在選用TVS管時,必須考慮電路的具體條件,一般概括為以下幾點:

  1、Vrmax(最大反向工作電壓)≥正常工作電壓;

         

  2、Vcmax(最大鉗位電壓)≤最大允許安全電壓。常規CMOS電路電源電壓為3~18V,擊穿電壓為22V,則應選Vcmax為18~22V的TVS管;

         

  3、Pp(瞬態脈衝功率的最大值)=最大峰值脈衝電流Ipmax與Vcmax。Pp大於被保護器件或線路的最大瞬態;

         

  4、浪湧功率。

  一個直流穩壓電源,並有擴大電流輸出的電晶體,在其穩壓輸出端加上瞬變電壓抑制二極體,可以保護使用該電源的儀器裝置,同時還可以吸收電路中電晶體的集電極到發射極間的峰值電壓,保護電晶體。建設在每個穩壓源輸出端增加一個TVS管,可大幅度提高整機應用可靠性。

          

  TVS管在交流電路的應用舉例:

  直流線路採用單向瞬變電壓抑制二極體,交流則必須採用雙向tvs管。交流是電網電壓,這裡產生的瞬變電壓是隨機的,有時還遇到雷擊(雷電感應產生的瞬變電壓)所以很難定量估算出瞬時脈衝功率PPR。但是對最大反向工作電壓必須有正確的選取。

          

  一般原則是交流電壓乘1.4倍來選取TVS管的最大反向工作電壓。直流電壓則按1.1-1.2倍來選取TVS管的最大反向工作電壓VRWM。