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TVS管的功率計算與範圍使用
  • 發布時間:2020-04-09 17:02:41
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TVS管的功率計算與範圍使用
TVS管的優缺點
優點:
①擊穿(導通)前相當於開路,電阻很大,沒有漏電流或漏電流很小;
②擊穿(導通)後相當於短路,可通過很大的電流,壓降很小;
③具有雙向對稱特性。
④響應速度都很快,ns級。
⑤擊穿電壓一致性好。
缺點:
①通流量較小,隻有幾百A。
②擊穿電壓隻有若幹特定值。
③電容較大,有幾十至幾百pF
TVS管有單向與雙向之分
TVS管有單向與雙向之分(單向的型號後麵的字母為“A”,雙向的為“CA”),單向TVS管的特性與穩壓麻豆国产一区TVS管使用時,一般並聯在被保護電路上。為了限製流過TVS管的電流不超過管子允許通過的峰值電流IPP,應在線路上串聯限流元件,如電阻、自恢複保險絲、電感等。相似,雙向TVS管的特性相當於兩個穩壓麻豆国产一区反向串聯。
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
TVS管
TVS管工作原理
器件並聯於電路中,當電路正常工作時,它處於截止狀態(高阻態),不影響線路正常工作,當電路出現異常過壓並達到其擊穿電壓時,它迅速由高阻態變為低阻態,給瞬間電流提供低阻抗導通路徑,同時把異常高壓箝製在一個安全水平之內,從而保護被保護IC或線路;當異常過壓消失,其恢複至高阻態,電路正常工作。
TVS允許的正向浪湧電流在TA=250C,T=10ms條件下,可達50~200A。雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈衝功率,並把電壓鉗製到預定水平, 雙向TVS適用於交流電路,單向TVS一般用於直流電路。可用於防雷擊、防過電壓、抗幹擾、吸收浪湧功率等,是一種理想的保護器件。耐受能力用瓦特(W)表示。
TVS麻豆国产一区可以很方便地與其它器件集成在一個芯片上,現有很多將EMI過濾和RFI防護等功能與TVS管集成在一起的器件,不但減少設計所采用的器件數目降低成本,而且也避免PCB板上布線時易誘發的伴生自感。
從而確保後麵的電路元件免受瞬態高能量的衝擊而損壞。 TVS的反應速度絕對比RC回路快的多,抑製反向的用單向TVS, 有交流的用雙向TVS。
TVS管的功率計算
TVS管
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
上圖是常見的汽車電源部分的原理圖,分別是防反接模塊和LDO模塊,日韩国产成人的客戶要求ISO7637-2脈衝5為40V/400ms,內阻2歐姆,我開始時用的SMBJ20CA,結果TVS管被燒毀,後改成SMBJ36CA,現在可以過ISO7637-2脈衝5。
問題:
1)TLE42644G的輸入電壓最大40V,SMBJ36CA的Vbrmin=40V, Vrsm=58.1V,在上述模塊中我認為SMBJ36CA沒有起到任何作用,按TVS管的選型標準,此刻我應選擇符合Vrsm<40V和Vbrmin>18V(電源電壓)的TVS管,但不知要承受客戶要求的400ms的TVS管功率該如何計算?
2)若客戶無特殊要求,按ISO7637-2脈衝5的標準我是否需要選取能承受輸入電壓高的LDO?這樣可以選擇高電壓的TVS管,減小TVS管上的功耗?
TVS管
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
這個脈衝的能量是最大的,TVS起到的作用,是將電壓穩定在一定的範圍之內。
TVS管
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
我在書裏麵的計算方法,是將TVS等效成一個可變電阻,在整個過程中,將加在上麵的最大的功率給核算出來。
實質上,我在書裏麵可能膚淺了些,這裏針對us級別的脈衝,核算靜態功率,因為這個的失效機理屬於瞬間的熱失效;而針對這種40ms~400ms的,可以首先計算兩個最終的阻抗:
對於SMBJ20CA而言:
第一階段,此時TVS的電阻無窮大,電壓很快上升至22.2~24.5V,TVS管開始擊穿
第二階段,TVS的電壓上升,其阻抗開始下降,整個過程中,電壓上升至32.4V,此時等效電阻為1.74Ohm,電流為10.7A,這是最高的電流
第三階段,TVS管的電壓開始下降,阻抗變大,電壓在一個穩定的範圍內,這個穩態值可以用迭代的方法進行計算,在書中的線性的方法其實是一種假設。為了計算方便,日韩国产成人假定這裏穩定的電壓就是24.5V+2V,此時的電阻為4Ohm,功率為175W.毫無懸念,這是肯定要被燒掉的。
因此大多數的車子,都在努力在發電機那塊加入中央抑製器,將脈衝能量直接直接吸收,這裏不能使用表貼的了。而且上方的大多數元件,需要能夠承受40V的耐壓值了。
TVS管
SMBJ36CA,承受的能量是非常有限的,所以不會燒毀,但是整個後級係統就承受了很大的電壓。
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
所以這裏最好是采用仿真的方法去進行確認,如圖所示:
TVS管
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
脈衝的產生機理:在斷開電池的同時,交流發電機正在產生充電電流對蓄電池充電,而發電機電路上仍有其它負載時產生的瞬態 Pulse 5 is a simulation of a load dump transient occurring in the event of a discharged battery being disconnected while the alternator is generating charging current with other loads remaining on the alternator circuit at this moment。
TVS管
TVS管的功率如何計算_TVS管的使用範圍
TVS管的使用範圍
1、RS232/RS422/RS485分界麵卡
2、XDSL和ISDN、HDSL傳輸設備
3、用戶前端設備,如:電話、調製解調器等
4、Centralofficelinecards
5、T1/E1
6、PBX和其它交換設備
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