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TVS晶闸管

[ 浏览次数:约92次 ] 发布日期:2024-09-12

  什么是TVS晶闸管

  TVS晶闸管,全称为瞬态电压抑制晶闸管,是一种特殊的晶闸管器件,主要用于电路中的过电压保护。TVS晶闸管的工作原理基于其独特的双向导电性,能够在电压超过设定阈值时迅速导通,从而将过电压钳位在一个安全的范围内,保护后级电路免受损坏。

  TVS晶闸管的主要参数包括额定反向关断电压(VWM)、击穿电压(VBR)、最大钳位电压(VC)和最大峰值脉冲功耗(PM)。在选择TVS晶闸管时,需要确保其VWM大于或等于被保护电路的最大工作电压,VBR应满足VWM/KBR(KBR通常取0.8~0.9),VC应小于被保护电路的损坏电压,且PM要大于被保护电路中可能出现的峰值脉冲功率。

  TVS晶闸管广泛应用于各种电子设备中,如电源系统、通信设备、工业控制等,特别是在雷电浪涌、开关操作过电压等场合,其快速响应和高能量吸收能力使其成为一种理想的保护器件。与传统的稳压管相比,TVS晶闸管具有更快的响应速度和更高的通流能力,能够更好地应对瞬态高压冲击。

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目录
分类
工作原理
作用
特点
应用
如何选型

  TVS晶闸管分类

  TVS晶闸管,即瞬态电压抑制晶闸管,是一种专门设计用于保护电路免受瞬态过电压影响的晶闸管。根据给定的知识,我们可以对TVS晶闸管进行详细的分类和解释。

  首先,根据电压-通态的规格,TVS晶闸管可以分为多种不同的型号。例如,电压-通态为3.5V的TVS晶闸管就有多个不同的别名和仓库库存编号。这些型号的晶闸管在特定的电压条件下能够提供有效的保护,确保电路的安全运行。

  其次,根据关断、导通及控制方式的不同,TVS晶闸管可以分为普通单向晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种类型。每种类型的晶闸管都有其独特的特性和应用场景。例如,单向晶闸管只允许一个方向的电流流过,而双向晶闸管则可以在两个方向上导通。

  此外,TVS晶闸管还可以根据引脚和极性的不同进行分类,如二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。引脚和极性的不同会影响晶闸管的连接方式和控制方法,从而适用于不同的电路设计。

  封装形式也是TVS晶闸管分类的一个重要依据。晶闸管可以分为金属封装、塑封和陶瓷封装三种类型。金属封装晶闸管通常有螺栓形、平板形和圆壳形等结构,而塑封晶闸管则有带散热片型和不带散热片型两种。不同的封装形式会影响晶闸管的散热性能和安装方式。

  电流容量是另一个关键的分类标准。TVS晶闸管可以根据其电流容量分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管。大功率晶闸管通常采用金属壳封装,而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。

  最后,根据关断速度的不同,TVS晶闸管还可以分为普通晶闸管和高频(快速)晶闸管。快速晶闸管主要用于较高频率的整流、斩波、逆变和变频电路,具有较快的关断速度和较高的工作效率。

  综上所述,TVS晶闸管可以根据电压-通态规格、关断-导通及控制方式、引脚和极性、封装形式、电流容量和关断速度等多个方面进行分类。每种类型的TVS晶闸管都有其特定的应用场景和性能特点,选择合适的晶闸管对于电路的保护和优化至关重要。


  TVS晶闸管工作原理

  TVS(Transient Voltage Suppressor)管和晶闸管(Thyristor)是两种不同的半导体器件,它们在电路中起到不同的保护和控制作用。尽管它们的工作原理有所不同,但都可以用于电力电子设备中,以实现特定的功能。

  TVS管,也称为瞬态电压抑制器或雪崩击穿二极管,主要用于保护电子设备免受瞬态过电压和电流冲击。TVS管通常采用硅或其他半导体材料制成,具有非线性的电压-电流特性。在正常工作状态下,TVS管处于高阻态,对电路的影响很小。当电路中出现瞬态过电压时,TVS管的阻抗迅速降低,使得过电压通过TVS管而非敏感元件,从而保护电子设备免受损坏。TVS管的选择需要考虑额定工作电压、最大瞬态电压、最大瞬态电流、响应时间、极性等因素,并且应与受保护的电子设备并联连接。

  晶闸管,又称可控硅整流器,是一种大功率开关型半导体器件。它具有三个极:阳极、阴极和门极。晶闸管的工作条件为:加正向电压且门极有触发电流。当晶闸管的阳极和阴极之间加上正向电压,且门极与阴极之间也加上合适的正向电压和电流时,晶闸管导通。一旦晶闸管导通,即使去掉门极上的电压,晶闸管仍会保持导通状态,直到阳极电流降低到零或某一数值以下。晶闸管的这种特性使其在可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中得到广泛应用。

  在实际应用中,TVS管和晶闸管可以结合使用,以提供更全面的保护和控制功能。例如,在电力电子设备中,可以在晶闸管的两端并联一个TVS管,以防止瞬态过电压对晶闸管造成损坏。同时,晶闸管的可控特性可以用于调节电路中的电流或电压,实现特定的功能。

  总之,TVS管和晶闸管在电力电子设备中起着重要的保护和控制作用。理解它们的工作原理和使用方法,可以帮助工程师设计出更加可靠和高效的电力电子系统。


  TVS晶闸管作用

  TVS晶闸管,即瞬态电压抑制晶闸管,是一种特殊类型的晶闸管,主要用于电路中的过电压保护。它结合了TVS管(瞬态电压抑制二极管)和晶闸管的特点,既具有TVS管的快速响应和高效能保护特性,又具备晶闸管的可控开关功能。TVS晶闸管在电路中的主要作用可以概括为以下几个方面:

  可控整流:TVS晶闸管可以用于可控整流电路中,通过控制其导通和关断,实现对交流电的整流,并且能够调节输出直流电压的大小。这种功能使其在电源设备、电机控制等领域有着广泛的应用。

  过电压保护:TVS晶闸管能够快速响应并吸收电路中出现的瞬态过电压,防止这些过电压对电路中的其他元器件造成损害。这种保护功能特别适用于电力电子设备、通信设备等需要高可靠性的场合。

  电子开关:TVS晶闸管可以用作高效的电子开关,通过控制其门极的触发信号,实现电路的接通和断开。相比于传统的机械开关,TVS晶闸管具有更快的开关速度和更长的使用寿命。

  交流调压:在交流电路中,TVS晶闸管可以通过控制其导通角来调节电路中的电压,从而实现交流调压功能。这种功能常用于照明控制、加热器控制等场合。

  逆变和变频:TVS晶闸管可以用于逆变电路和变频电路中,将直流电转换为交流电,或者改变交流电的频率。这种功能使其在不间断电源(UPS)、变频器等设备中有重要应用。

  无触点开关:TVS晶闸管可以用作无触点开关,通过控制其门极的触发信号来实现电路的通断,具有开关速度快、寿命长、无火花等特点,适用于高频开关电源固态继电器等场合。

  静电放电(ESD)保护:TVS晶闸管能够有效抑制静电放电产生的过电压,保护电路中的敏感元器件不受损害。这种保护功能在手持电子设备、通信设备等中尤为重要。

  浪涌保护:TVS晶闸管能够吸收和钳制电路中出现的浪涌电压,保护电路中的元器件免受浪涌电压的冲击。这种保护功能在电源设备、通信设备等中有着广泛的应用。

  总之,TVS晶闸管作为一种集成了TVS管和晶闸管优点的新型器件,具有快速响应、高效能保护、可控开关等特点,在电力电子、通信设备、家用电器等多个领域有着广泛的应用前景。


  TVS晶闸管特点

  TVS晶闸管,也被称为瞬态电压抑制晶闸管,是一种特殊的晶闸管类型,主要用于电路中的过电压保护。TVS晶闸管的特点可以概括为以下几个方面:

  首先,TVS晶闸管具有很高的抗浪涌能力。在规定的反向应用条件下,TVS晶闸管对受保护的线路呈高阻抗状态。当瞬间电压超过其击穿电压时,TVS晶闸管就会提供一个低阻抗的路径,通过大电流方式使流向被保护元器件的瞬间电流分流到TVS晶闸管,同时将受保护元器件两端的电压限制在TVS晶闸管的箝位电压。当过压条件消失后,TVS晶闸管又恢复到高阻抗状态。

  其次,TVS晶闸管的响应速度快。TVS晶闸管能够在纳秒级别的时间内响应过电压事件,并迅速导通以泄放浪涌电流,从而保护电路中的其他元器件不受过电压的损害。

  第三,TVS晶闸管具有较低的结电容。TVS晶闸管的结电容是由其硅片的雪崩结截面和偏置电压来决定的。在高频信号线路的保护中,应主要选用低结电容的TVS晶闸管,一般低结电容的TVS晶闸管其结电容可以做到零点几到几pF的数量级。

  第四,TVS晶闸管具有体积小、功率大、回应快、无噪声、价格低等诸多优点。其应用十分广泛,如家用电器、电子仪器、仪表、精密设备、计算机系统、通讯设备、RS232、485及CAN等通讯端口、ISDN的保护、I/O端口、IC电路保护、音、视频输入、交、直流电源、电机、继电器噪声的抑制等各个领域。

  最后,TVS晶闸管的选择和使用相对简单。在选择TVS晶闸管时,需要确定待保护电路的直流电压或持续工作电压,并选择TVS的反向变位电压等于或大于操作电压。同时,还需要确定电路的干扰脉冲情况,选择能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲功率。

  总的来说,TVS晶闸管是一种高效、可靠、经济的过电压保护器件,其独特的性能使其在各种电路保护应用中具有显著的优势。


  TVS晶闸管应用

  TVS(瞬态电压抑制)晶闸管是一种特殊类型的晶闸管,主要用于电力电子设备中,以提供过电压保护。TVS晶闸管的设计目的是在电力系统中出现瞬态过电压时,迅速导通并吸收多余的电能,从而保护连接在电路中的其他电子元器件不受损坏。

  在实际应用中,TVS晶闸管通常用于高压和大电流的场合,例如电力传输系统、工业控制系统、电机驱动器以及不间断电源(UPS)等。这些场合中,由于电力系统的复杂性和运行环境的严苛性,常常会出现各种形式的瞬态过电压,如雷电过电压、开关操作过电压等。这些过电压如果不加以控制,可能会导致设备的损坏或性能下降。

  TVS晶闸管的工作原理是利用其低导通电压和高导通电流的能力,在过电压发生时,迅速从阻断状态转变为导通状态,将多余的电能泄放到地,从而限制电压在安全范围内。与传统的晶闸管相比,TVS晶闸管具有更快的响应速度和更高的耐压能力,能够有效地应对电力系统中的各种瞬态过电压。

  在具体的应用电路中,TVS晶闸管通常并联在电源线和地之间,或者串联在电路的关键节点上。当电路正常工作时,TVS晶闸管处于阻断状态,不影响电路的正常运行;当电路中出现过电压时,TVS晶闸管迅速导通,将过电压钳位在一个安全的水平,从而保护电路中的其他元器件。

  总的来说,TVS晶闸管在电力电子设备中起到了至关重要的保护作用,能够有效地提高设备的可靠性和安全性。随着电力电子技术的发展,TVS晶闸管的应用将会越来越广泛。


  TVS晶闸管如何选型?

  TVS(Transient Voltage Suppressor)晶闸管是一种广泛应用于电路保护的半导体器件,主要用于抑制电路中出现的瞬态过电压,保护敏感器件不受损坏。TVS晶闸管的选型是一个关键环节,涉及到多个参数的综合考虑。本文将详细介绍TVS晶闸管的选型过程,并列举一些常见的型号。

  一、TVS晶闸管的基本参数

  在选型TVS晶闸管之前,首先需要了解其基本参数:

  最大反向关断电压(VWM):这是TVS晶闸管在反向偏置时能够承受的最大电压。选择时应确保VWM大于或等于被保护电路的最大工作电压。

  最大箝位电压(VC):这是TVS晶闸管在导通状态下所能维持的最高电压。选择时应确保VC小于被保护电路的损坏电压。

  最大峰值脉冲功耗(PM):这是TVS晶闸管在规定脉冲持续时间内能够承受的最大功耗。选择时应确保PM大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。

  反向漏电流(IR):这是TVS晶闸管在反向偏置时的漏电流。选择时应尽量选择漏电流较小的器件,以避免影响电路的正常工作。

  结电容(Cj):这是TVS晶闸管的内部电容。在高速信号电路中,应选择结电容较小的器件,以减少对信号的干扰。

  二、TVS晶闸管的选型步骤

  确定电路的工作电压和脉冲功率:首先需要确定被保护电路的最大工作电压和可能出现的最大瞬态脉冲功率。这将是选型TVS晶闸管的基础。

  选择合适的VWM和VC:根据电路的工作电压,选择合适的VWM,确保其大于电路的最大工作电压。同时,选择合适的VC,确保其小于电路的损坏电压。

  选择合适的PM:根据电路可能出现的最大瞬态脉冲功率,选择合适的PM,确保其大于电路的最大瞬态脉冲功率。

  考虑结电容Cj:对于高速信号电路,应选择结电容较小的TVS晶闸管,以减少对信号的干扰。

  考虑温度影响:TVS晶闸管的工作温度范围一般为-55℃至+150℃。需要在高温环境下工作的电路,应选择温度系数较好的TVS晶闸管。

  三、常见TVS晶闸管型号

  以下是些常见的TVS晶闸管型号及其参数:

  SMAJ系列:常用于低压直流电源保护。例如:

  SMAJ5.0CA

  SMAJ15CA

  SMAJ36CA

  SMAJ440CA

  SMF系列:常用于信号接口保护。例如:

  SMF33CA

  SMF36CA

  SMF5.0CA

  SMF10CA

  SMBJ系列:常用于高压直流电源保护。例如:

  SMBJ5.0CA

  SMBJ6.5CA

  SMBJ8.0CA

  SMBJ15CA

  SMCJ系列:常用于高速信号电路保护。例如:

  SMCJ18A

  SMCJ24A

  SMCJ30CA

  SMCJ33CA

  P6KE系列:常用于交流电源保护。例如:

  P6KE6.8CA

  P6KE12CA

  P6KE15CA

  P6KE22CA

  1.5KE系列:常用于低压直流电源保护。例如:

  1.5KE6.8A

  1.5KE18A

  1.5KE27A

  1.5KE33A

  3KP系列:常用于高压直流电源保护。例如:

  3KP33CA

  5KP系列:常用于高压直流电源保护。例如:

  5KP6.5A

  5KP6.5CA

  15KP系列:常用于高压直流电源保护。例如:

  15KP18A

  15KP24A

  15KP26A

  15KP33A

  SMDJ系列:常用于高速信号电路保护。例如:

  SMDJ24A

  SMDJ24CA

  SMDJ33CA

  5.0SMDJ系列:常用于高速信号电路保护。例如:

  5.0SMDJ18A

  5.0SMDJ18CA

  5.0SMDJ24A

  5.0SMDJ24CA

  SM8S系列:常用于高速信号电路保护。例如:

  SM8S18A

  SM8S24A

  SM8S26CA

  SM8S30A

  四、结论

  TVS晶闸管的选型需要综合考虑电路的工作电压、脉冲功率、结电容等多个因素。通过合理选择TVS晶闸管的型号,可以有效保护电路免受瞬态过电压的损害。希望本文对您在TVS晶闸管的选型过程中有所帮助。


标签:TVS晶闸管

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