Супрессор (TVS)
Супрессор или диод TVS - подавитель переходного напряжения
Зажимное устройство, которое ограничивает переходные скачки напряжения через низкий импеданс, приводит к разрушению прочного кремниевого PN-перехода. Используются для защиты чувствительных компонентов от электрического перенапряжения, например, вызванных ударами молнии, переключением индуктивной нагрузки и электростатическим разрядом (ESD). Для выбросов высоких энергий используют газовые разрядники и защитные тиристоры. Для помех средней и малой мощности применяют TVS-диоды.
Преимущества диодов TVS в приложениях защиты цепей
- Широкие требования к диапазону рабочих температур от 400 Вт до 10 кА
- Быстрая реакция: 1-5 нс
Создали их в связи с потребностями в защите цепей в систем общей электроники.
Для чего?
- Резкое изменение электрического состояния любой схемы может вызвать генерирование переходного напряжения из энергии, сохраненной в ее индуктивности и емкости. Скорость изменения тока в катушке будет создавать коммутируемое индуцированное переменное напряжение.
- Подача питания на первичный трансформатор
Когда трансформатор находится под напряжением в пике напряжения питания, соединение этой ступенчатой функции напряжения с паразитной емкостью и индуктивностью вторичной обмотки может генерировать колебательное переходное напряжение с максимальной амплитудой до удвоенного нормального пикового вторичного напряжения.
- Отключение питания первичной обмотки трансформатора
Отключение первичной цепи трансформатора вызывает экстремальные переходные процессы напряжения. Частоты переходных процессов, часто превышающие нормальное, наблюдались в силовых полупроводниках, когда происходит такой тип переключения.
- Неисправность с индуктивным источником питания
Если короткое замыкание происходит в любой энергосистеме, устройства, параллельные нагрузке, могут быть уничтожены, когда плавкий предохранитель не справляется.
- Переключение дуги
Когда ток в индуктивном контуре прерывается контактором, индуктивность пытается поддерживать свой ток, заряжая паразитную емкость.
Типичный метод защиты цепи диодом TVS
- Устройство используется в обратном направлении пробоя.
- Устройство включается, когда переходное напряжение превышает VBR (Напряжение обратного пробоя).
- Устройство остается в состоянии с высоким импедансом, а напряжение ниже VBR.
Для однонаправленного TVS -диода анод устройства должен быть заземлен, а катод подключен непосредственно к защищаемой линии. Когда положительный импульс подается на схему, диод TVS включается (инверсное лавинообразное состояние). Уровень выходного напряжения определяется спецификацией Vc диода TVS (в диапазоне от 3 до 200 вольт)
Когда на схему подается отрицательный импульс, включается диод TVS (положительное проводящее состояние PN-перехода). Уровень выходного напряжения определяется прямым смещающим напряжением PN-перехода (в диапазоне от 0 до 2 вольт).
Однонаправленный супрессор
Vc (напряжение зажима)
Напряжение на диоде TVS на IPP (пиковый импульсный ток)
VBR (обратное напряжение пробивания)
Напряжение, при котором диод включается (проводящее состояние)
VRWM (Напряжение обратного отключения)
Напряжение, при котором диод выключается (состояние высокого импеданса)
Электрические характеристики диода TVS
Максимальная пиковая мощность импульса (PPPM)
Максимальная пиковая импульсная мощность - это неповторяющаяся мощность, рассеиваемая в диоде TVS для определенного импульса
Пиковая импульсная мощность
Максимальная пиковая импульсная мощность определяется путем подачи сигнала двойного экспоненциального тока на диод TVS. Типичная форма волны, используемая для тестирования, - 8x20µs и 10x1000 µs.
Конструкции супрессоров
Двухполярный и однополюсный чип TVS
Эпоксидный компаунд
Свинцовая рамка
Ni / Au покрытие и припой
Стеклянная пассивация
Кремниевый чип
Цвет-название материала
Сечение аксиального типа
Поперечное сечение поверхностного типа
Примеры применения диодов TVS
Защита питания D.C.
Линейная защита D.C.
Ограничение электромагнитных помех
Защита питания A.C.
Предельный ограничитель реле и контактора
Защита линий связи
Защита операционных усилителей (OpAmp)
Шина данных микропроцессора
Входные силовые линии микропроцессора
Сравнительная таблица устройств подавления переходных процессов
Типичная диаграмма кодировки номеров диодов TVS
Так они выглядят в реале
OK Junradio
