TVS和ESD器件

发布时间 2023-11-18 23:19:47作者: zznic

TVS基本参数

  • VRRM:Reverse Stand-off Voltage 截止电压,TVS二极管的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS二极管劣化或损坏的最大直流电压或交流峰值电压。
  • VBR:击穿电压
  • IPP 峰值脉冲电流,给定脉冲电流波形的峰值。TVS 一般选用 10/1000μs 电流波形。
  • Vc钳位电压,施加规 IPP时,TVS 两端测得的峰值电压。

IPP及Vc是衡量 TVS 在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数,这两个参数是相互联系的。对于 TVS 在防雷保护电路中的钳位特性,可以参考Vc 这个参数。对于相同型号 TVS,在相同IPP 下的Vc越小,说明 TVS 的钳位特性越好。TVS 的耐脉冲电流冲击能力可以参考IPP ,同型号的TVS,IPP 越大,耐脉冲电流冲击能力越强。

选型考虑

1、 一般VBR要比电路的最高工作电压最少大10%。

2、Vc必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压。

3、考虑结电容和漏电流影响,尤其是在数据接口、通信线路中、ADC接口的防护,低功耗相关。

4、VRRM高的管子漏电流降低。

4、选择TVS管额定瞬态功率:要大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率,具体估算等式:Pppm=Vc*Ipp;

如:一般有SMAJ5.0A或者SMBJ5.0A,功率分别400W和600W,如何依据浪涌功率需求进行选择呢?依据测试EMC相关规范要求选型?

TVS单向与双向

1、极间电容单向的比双向的大,但一般如SMAJ5.0A厂家手册有的未进行参数标识。

2、可以使用双向,器件标准化。

TVS与ESD

1、ESD是研究静电的产生、危害及静电防护等的学科,因此,国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD(即TVS管也属于ESD)。

2、ESD 保护应当针对不同的保护对象来选用器件,同时还要进行合理的PCB 布局。对暴露在外的端口都要求进行防静电保护。现在比较通用的ESD 标准是IEC61000-4-2
应用人体静电模式,测试电压的范围为2kV~15kV(空气放电),峰值电流最高为20A/ns,整个脉冲持续时间不超过60ns。在这样的脉冲下所产生的能量总共不超过几百个微焦尔,但却足以损坏敏感元器件。

3、TVS管和ESD管的对比:
>>ESD二极管应用板级防静电,然而防静电要求电容值低,一般在1--3.5PF之间最好;
>>TVS管用于初/次级保护,TVS管的电容值却比较高。
>> ESD二极管看的是ESD二极管抗静电等级LEVEL,高速的USB和I/O非常重视ESD二极管的C(负载电容);
>> TVS管看的是功率和封装形式;
>>TVS管是瞬态抑制二极管,具有很快的响应能力和强大的浪涌吸收能力,主要用在电源输入端用来吸收浪涌的;
>>ESD是静电放电管,主要用在关键引脚上起到静电保护作用。