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TVS混合技术

[ 浏览次数:约57次 ] 发布日期:2024-09-12

  什么是TVS混合技术

  TVS(Transient Voltage Suppression)混合技术是一种用于电路保护的先进技术。TVS混合技术结合了多种保护机制,例如串联连接的MOV(金属氧化物压敏电阻)和GDT(气体放电管),旨在同时获得低漏电流和自恢复箝位工作特性。这种技术的核心在于其能够快速响应瞬态高压冲击,并将两级间的阻抗迅速变为低阻抗,从而有效地吸收浪涌功率,将电压钳位在一个预定值,保护电路后端的元器件不受过压损害。

  TVS混合技术的产品广泛应用于各种电子设备中,如通信设备、计算机及其接口设备、工业控制系统等。其主要特点包括响应速度快(亚纳秒级)、瞬态功率大、漏电流低,以及能够准确钳制电压(±5%)。这些特点使得TVS混合技术在高速信号传输和高可靠性要求的场合中尤为适用。

  此外,TVS混合技术的器件通常具有较低的结电容,这对于高速信号的传输非常重要,因为它可以减少信号的延迟和失真。尽管如此,TVS混合技术也有一些局限性,例如其耐浪涌冲击能力相对较弱,通流量一般在0.52A~544A的范围内。因此,在实际应用中,需要根据具体电路的需求,合理选择和使用TVS混合技术的器件。

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目录
分类
工作原理
作用
特点
应用
如何选型

  TVS混合技术分类

  TVS(Transient Voltage Suppressor)混合技术是一种结合了多种保护机制的电路保护方案,主要用于过压保护。这种技术通过串联连接不同的保护元件,如MOV(金属氧化物压敏电阻)和GDT(气体放电管),来实现低漏电流和自恢复箝位工作特性。以下是TVS混合技术的一些主要分类和特点:

  MOV(金属氧化物压敏电阻)和GDT(气体放电管)串联

  这是最常见的TVS混合技术之一。MOV具有较低的漏电流和良好的箝位特性,而GDT则能在高能量浪涌情况下提供快速响应。两者的结合既能降低漏电流,又能提高耐浪涌能力。

  应用场景:适用于通信、电力系统等需要高可靠性保护的领域。

  MOV和半导体箝位二极管串联

  这种组合利用了半导体箝位二极管的快速响应特性和MOV的高能量吸收能力。半导体箝位二极管可以在低电压下提供快速保护,而MOV则在高电压下发挥作用。

  应用场景:适用于电子设备、计算机接口等需要快速响应和低漏电流的应用。

  GDT和半导体箝位二极管串联

  这种组合利用了GDT的高能量吸收能力和半导体箝位二极管的快速响应特性。两者的结合可以提供快速响应和高能量吸收能力。

  应用场景:适用于通信设备、电源系统等需要高能量吸收和快速响应的应用。

  MOV、GDT和半导体箝位二极管串联

  这种组合综合了上述两种组合的优点,既具备高能量吸收能力,又具有快速响应特性。三者的结合可以提供全面的保护方案。

  应用场景:适用于高可靠性要求的复杂电子系统,如航空航天、军事设备等。

  聚合物TVS和半导体箝位二极管串联

  聚合物TVS具有低漏电流和快速响应特性,而半导体箝位二极管则可以在高电压下提供有效保护。两者的结合可以实现低漏电流和高电压保护。

  应用场景:适用于消费电子、家用电器等需要低漏电流和快速响应的应用。

  每种TVS混合技术都有其独特的优点和适用场景,选择合适的保护方案可以根据具体应用的需求来进行。通过合理设计和选用TVS混合技术,可以有效提高电路的可靠性和安全性。


  TVS混合技术工作原理

  TVS(Transient Voltage Suppressors)混合技术是一种利用半导体工艺制成的瞬态电压抑制器,广泛应用于电路保护中。其工作原理基于PN结的雪崩击穿效应,通过在电路中反向并联TVS器件,实现对异常过电压的快速响应和钳位,从而保护后级电路免受损坏。

  TVS混合技术的核心在于其独特的电压-电流特性。在正常工作状态下,TVS器件处于高阻态,对电路的影响极小。然而,当电路中出现瞬态过电压时,TVS器件的阻抗会迅速降低,使得过电压通过TVS而非敏感元件,从而有效地保护电子设备。这一过程依赖于TVS器件的快速响应速度,通常高达1*10^-12秒,远超RC回路的响应速度。

  TVS混合技术的应用不仅限于直流电路,还适用于电压交变的交流电路。对于不同的应用场景,TVS器件有单向和双向之分。单向TVS常用于直流供电电路,而双向TVS则适用于电压交变的电路。无论是单向还是双向TVS,其选型过程都需要综合考虑电路的最高工作电压、钳位电压、功率余量、漏电流和结电容等因素。

  在实际应用中,TVS混合技术的选型和使用需遵循一定的原则。首先,TVS的最高工作电压Vrmw应大于电路的正常工作电压,以确保TVS在正常情况下不工作。其次,TVS的钳位电压VC应小于后级电路最大可承受的瞬态安全电压,以避免电路受损。此外,TVS的功率余量应充足,以满足测试标准,并确保TVS在异常情况下能有效泄放瞬时过电流。

  总之,TVS混合技术通过利用半导体PN结的雪崩击穿效应,实现了对瞬态过电压的快速响应和有效钳位,从而为电路提供了可靠的保护。其广泛的应用范围和高效的保护性能,使其成为现代电子设备中不可或缺的保护元件。


  TVS混合技术作用

  TVS(Transient Voltage Suppressors)混合技术是一种用于电路保护的先进技术,其主要作用是抑制瞬态电压,防止电路因过压而受损。TVS混合技术结合了多种保护机制,例如串联连接的MOV(金属氧化物压敏电阻)和GDT(气体放电管),旨在同时获得低漏电流和自恢复箝位工作特性。

  在电子产品中,瞬态电压是一种常见的威胁,它可能由静电放电、雷击浪涌或其他电磁干扰引起。这些高能量的瞬态电压会对电路造成破坏,导致设备失效或损坏。TVS混合技术通过其独特的设计和材料选择,能够有效地吸收和分散这些瞬态电压,将它们限制在安全范围内,从而保护电路免受损害。

  TVS混合技术的一个显著特点是其低漏电流和自恢复能力。低漏电流意味着在正常工作条件下,TVS器件几乎不消耗任何电流,这对电池供电和其他低功耗应用尤为重要。自恢复能力则指TVS器件在经历一次或多次过压事件后,能够自动恢复到原始状态,继续提供保护。这种特性使得TVS混合技术在长时间运行和频繁遭受过压威胁的环境中尤为适用。

  此外,TVS混合技术还具有广泛的电压和功率范围,能够满足不同应用的需求。从消费电子到工业控制,从通信设备到汽车电子,TVS混合技术都能提供可靠的保护。其小型化和表面贴装的设计也使其易于集成到现代电路板中,节省空间并提高可靠性。

  总的来说,TVS混合技术通过其高效的瞬态电压抑制能力和独特的自恢复特性,为电子产品提供了可靠的过压保护。它不仅提高了电路的稳定性和寿命,还为设计师提供了更大的灵活性和安全性。在未来的发展中,TVS混合技术将继续发挥其重要作用,保障电子设备的安全运行。


  TVS混合技术特点

  TVS(瞬态电压抑制器)混合技术是一种结合了多种保护机制的电路保护方案,旨在提供高效的过压保护。这种技术的核心在于串联连接的MOV(金属氧化物压敏电阻)和GDT(气体放电管),通过这种独特的组合,TVS混合技术能够在保持低漏电流的同时,实现自恢复箝位工作特性。

  MOV和GDT的串联使用,使得TVS混合技术具备了多重保护功能。MOV以其优异的非线性伏安特性,能够在电压超过某一阈值时迅速导通,吸收过电压能量,从而保护电路免受过电压的损害。而GDT则在高压脉冲作用下,迅速产生气体放电,提供一个低阻抗路径,将过电压钳位在一个安全的水平。这种组合不仅提高了保护效果,还降低了单一器件在大功率应用中的负担,延长了器件的使用寿命。

  此外,TVS混合技术还具有快速响应的特点。其响应时间可以达到纳秒级别,这使得它能够在极短的时间内对突发的过电压做出反应,有效地保护电路中的敏感元件。这一特性使得TVS混合技术特别适用于高速数据传输接口的保护,如USB、IEEE1394等。

  TVS混合技术的另一个显著特点是其低漏电流特性。在正常工作电压下,MOV和GDT都处于高阻状态,漏电流极低,这有助于减少电路中的能量损耗,提高系统的能效。同时,这种低漏电流特性也使得TVS混合技术适用于各种低功耗应用场合。

  自恢复箝位工作特性是TVS混合技术的一大优势。当过电压事件发生时,MOV和GDT会迅速导通,吸收过电压能量,然后在电压恢复正常后自动恢复到高阻状态。这种自恢复能力使得TVS混合技术能够在多次过电压事件中持续提供保护,大大提高了系统的可靠性。

  总的来说,TVS混合技术通过将MOV和GDT的优点有机结合,提供了一种高效、快速、低漏电流且具有自恢复能力的过电压保护方案。这种技术不仅适用于各种电子设备的电路保护,还在高速数据传输接口、电源系统、通信设备等领域有着广泛的应用前景。


  TVS混合技术应用

  TVS(瞬态电压抑制器)混合技术是一种结合了多种保护机制的电路保护方案,广泛应用于各种电子设备和系统中。其主要目的是提供过压保护,通过串联连接的MOV(金属氧化物压敏电阻)和GDT(气体放电管)等元件,实现低漏电流和自恢复箝位工作特性。

  在实际应用中,TVS混合技术被用于保护敏感电子设备免受瞬态电压尖峰和浪涌电流的损害。这些设备包括但不限于汽车IC、通讯IC、手机IC、电脑、航空IC,以及其他各类专用IC(如军工级IC、停产IC、偏冷门IC)和各存储器(如RAM、SRAM、SDRAM、SGRAM、NtRAM、PBSRAM)。此外,TVS混合技术还被应用于各种接口和连接器的保护,如D-Sub连接器、DVI-I、VGA端口、DVI、以太网、HDMI、USB、FireWire®、GPS、HDMI、SLIC、USB、VGA端口保护器、以太网反极性、过压保护、宽带汽车级接口等。

  TVS混合技术的应用不仅限于上述领域,它还被广泛用于各种封装形式的电路保护中,如表面贴装型、通孔面板安装、剪切带(CT)、Digi-Reel®得捷定制卷带等。其封装形式多样,包括但不限于0603(1608公制)、0402(1005公制)、0805(2012公制)、SOT-23-5细型、TSOT-23-5、8-PowerWDFN、8-MLP(3.3x3.3)、6-WDFN裸露焊盘、6-WDFN(2x2)、6-UDFN(2x2)、6-WDFNW(2x2.2)、6-µDFN(2x2)、20-SSOP(0.209,5.30mm宽)等。

  总之,TVS混合技术作为一种高效的电路保护方案,凭借其低漏电流和自恢复箝位工作特性,广泛应用于各个领域的电子设备和系统中,为这些设备提供了可靠的过压保护。


  TVS混合技术如何选型?

  TVS(Transient Voltage Suppression)混合技术是一种结合了多种保护技术的瞬态电压抑制方案,旨在提供更高水平的保护和性能。在选型过程中,需要综合考虑多种因素,以确保选择的TVS混合技术产品能够满足具体应用的需求。以下是详细的选型指南:

  一、了解TVS混合技术的基本原理

  TVS混合技术通常是将TVS二极管与其他保护元件(如MOV、GDT、半导体放电管等)结合起来,以实现更宽的保护范围和更高的可靠性。这种混合技术可以充分利用各元件的优点,弥补单一元件的不足。

  二、关键参数的确定

  工作电压(Vrwm)

  确定电路的最高工作电压,并选择TVS混合技术产品的Vrwm稍高于这个值。例如,如果电路的最高工作电压是12V,可以选择Vrwm为15V的TVS混合技术产品。

  箝位电压(Vc)

  箝位电压是TVS开始工作并稳定电压范围的关键。根据需要抑制的过电压范围,选择合适的箝位电压。例如,选择Vc为45V的TVS混合技术产品,可以有效抑制40V到50V的过电压。

  瞬态最大电流(Ipp)

  根据电路中可能出现的最大瞬态电流,选择能够承受该电流的TVS混合技术产品。例如,选择Ipp为15A的TVS混合技术产品,确保能有效应对可能出现的10A的瞬态电流。

  电容值(Cj)

  根据电路需求,选择适当的电容值。电容值的选择取决于TVS的响应速度和电路特性。例如,选择Cj为10pF的TVS混合技术产品,能够提供快速响应和较低的电容值。

  三、TVS混合技术产品的型号选择

  在选择TVS混合技术产品时,可以参考以下几种常见的型号:

  单向TVS混合技术产品

  型号示例:SMCJ15A

  这种产品适用于单向浪涌保护,具有较低的电容值和快速的响应时间。

  双向TVS混合技术产品

  型号示例:SM7158

  这种产品适用于双向浪涌保护,常用于交流电路中。

  TVS阵列混合技术产品

  型号示例:SPA20E

  这种产品适用于多路保护,常用于数据接口电路中。

  四、实际应用中的注意事项

  TVS混合技术产品与被保护电路的连接

  TVS混合技术产品应与被保护电路并联连接,以确保在过电压发生时,能够迅速导通并吸收多余的能量。

  接地

  TVS混合技术产品的接地端必须良好接地,以确保保护效果。不良的接地会导致保护效果不佳。

  布局和布线

  TVS混合技术产品应尽量靠近被保护电路的输入端,以减少线路电感,提高保护效果。

  五、温度考虑

  TVS混合技术产品的性能会受到温度的影响。在高温环境下,TVS的反向漏电流会增大,功耗会下降。因此,在高温环境下使用时,应选择耐高温的TVS混合技术产品,并注意查阅相关产品资料,确保其在特定温度下的性能符合要求。

  六、品牌和供应商选择

  选择知名的电子元器件品牌和可靠的供应商,可以确保产品的质量和稳定性。例如,可以选择 Vishay、STMicroelectronics、Infineon 等知名品牌的TVS混合技术产品。

  总结

  TVS混合技术产品的选型需要综合考虑工作电压、箝位电压、瞬态最大电流和电容值等关键参数。同时,还需要注意产品的连接方式、接地情况以及温度影响。选择合适的TVS混合技术产品,可以有效保护电路免受瞬态电压的损害,提高系统的可靠性和稳定性。


标签:TVS混合技术

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