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如何保證TVS管達(dá)到最佳電路保護(hù)狀態(tài)?

發(fā)布時間:2018-11-16 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】由于瞬態(tài)電壓抑制管TVS具有響應(yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿點(diǎn)煙偏差下,箝位電壓較易控制、體積小等特點(diǎn),TVS管已廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、交/直流電源、汽車、家用電器、儀器儀表、新能源等市場。那么,如何才能保證TVS管達(dá)到最佳電路保護(hù)狀態(tài)呢?
 
圖1:TVS鉗位電壓特性
 
在實(shí)際的電路中,如圖2所示,在DC input的時候,有時由于供電環(huán)境的變化會帶來一些瞬時脈沖。而要消除瞬時脈沖對器件損害的最好辦法,就是將瞬時電流從敏感器件引到地,一般具體做法是將TVS在線路板上與被保護(hù)線路并聯(lián)。這樣,當(dāng)瞬時電壓超過電路正常工作電壓后,TVS將發(fā)生雪崩擊穿,從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路,其結(jié)果是瞬時電流通過TVS被短路到GND,從而避開被保護(hù)器件,并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓。而當(dāng)瞬時脈沖結(jié)束以后,TVS二極管再自動恢復(fù)至高阻狀態(tài),整個回路又回到正常電壓狀態(tài)。
 
圖2:典型的電路拓?fù)?/div>
 
本文主要講述通過在熱插拔電路保護(hù)和汽車電源線保護(hù)中典型應(yīng)用電路的實(shí)例,詳細(xì)探討如何正確應(yīng)用TVS管SMBJ5.0CA和如何使其應(yīng)用效果達(dá)到最佳。SMBJ5.0CA具有15KV空氣放電和30KV接觸放電的ESD防護(hù)等級,小于1ps的響應(yīng)速率、600w的10/1000us、duty小于0.01%的尖峰能量浪涌能量容量,并且反向工作電壓為5V,65A下的鉗位電壓為9V,這些主要的電氣特性使其非常適合在接口保護(hù)中。
 
在智能儀表行業(yè)里一般采用RS-485通訊。下圖所示為RS-485通訊接口的典型應(yīng)用。在保護(hù)RS-485接口不被靜電或者浪涌損壞通常用SMBJ5.0CA來做接口保護(hù)如下圖3所示,當(dāng)靜電或者浪涌電壓高于5V時,SMBJ5.0CA會開始動作,將電壓鉗位在很低的位置,如果電流超過了峰值電流IPP話,最終電壓會被鉗位在9V左右,從而保護(hù)了后一級的器件不被損壞。
 
圖3:RS-485接口保護(hù)電路
 
集成運(yùn)放對外界電應(yīng)力非常敏感。因此,在使用運(yùn)放的過程中,如果因操作失誤或采取了不正常的工作條件,往往會出現(xiàn)過大的電壓或電流,特別是浪涌和靜電脈沖,從而很容易使運(yùn)放受損或失效。5V輸出的直流穩(wěn)壓電源,在其穩(wěn)壓輸出端加上SMBJ5.0CA,可以保護(hù)使用該電源的儀器設(shè)備,同時還可以吸收電路中晶體管的集電極到發(fā)射極間的峰值電壓,從而保護(hù)晶體管。因此建議在每個穩(wěn)壓源的輸出端增加一個SMBJ5.0CA管,這樣可以大幅度地提高整機(jī)的可靠性。
 
圖4:運(yùn)放的輸出級保護(hù)
 
圖5:直流穩(wěn)壓電源的輸出級保護(hù) 
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