TVS管与压敏电阻器的选型比较
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瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor, TVS)是一种用于保护电子电路敏感部分的关键器件。这些器件可以快速响应电压冲击,并且限制瞬态电压到可以安全处理的水平。本文将详细介绍TVS器件的工作原理、类型、选择与应用。
一、TVS器件的工作原理
TVS器件通过在电路中的关键位置提供一种低阻抗路径,用于分流可能损坏敏感组件的瞬态电压。当电压达到特定水平时,TVS器件会变成导通状态,从而将电流从潜在的危险路径分流掉。
二、TVS器件的类型
1、二极管型TVS:二极管型TVS是一种常用的保护器件,其结构和通常的二极管相似,但专为抑制瞬态电压设计;
2、多层瓦里斯特器(MLV)型TVS:MLV型TVS采用特殊的陶瓷材料,能够在瞬态条件下提供低电阻。
三、TVS器件的选择
1、工作电压:必须选择与电路工作电压匹配的TVS器件;
2、峰值脉冲功率:TVS器件必须能够承受可能遇到的最大瞬态能量;
3、响应时间:必须确保TVS器件的响应时间足够快,以便及时保护电路;
4、封装形式:根据电路的布局和空间限制选择合适的封装。
四、TVS器件的应用
TVS器件广泛应用于许多工业和消费电子产品中,包括:
1、通信设备:保护通信线路免受雷击和其他电源干扰的影响;
2、汽车电子:在汽车中保护敏感电子系统免受电磁干扰和其他瞬态电压的影响;
3、医疗设备:在复杂的医疗设备中保护微小的电子组件。
![TVS管与压敏电阻器的选型比较](https://www.21ic.com/uploads/47285/669e6b5a2d117.jpg)
TVS器件是现代电子电路不可或缺的保护元件,提供了一种简单、有效的方法来抑制可能危及电路完整性的瞬态电压。通过了解其工作原理和应用,工程师和设计师可以更好地利用TVS器件来增强他们产品的可靠性和耐用性。
TVS管的选取
计算选取时应注意以下几点:
①TVS额定反向关断电压VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。
②最小击穿电压VBR=VWM/KBR (其中,KBR=0.8~0.9)。
③TVS的最大箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压,即VC=KC×VBR (其中,KC=1.3)。
④在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
TVS管的作用
TVS管是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10-12秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点,目前已广泛应用于计算机系统、通信设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪声的抑制等各个领域。
TVS管与压敏电阻器的比较
目前,国内不少需进行浪涌保护的设备上使用的是压敏电阻器。TVS管一般用于电快速瞬变脉冲群的防护,其特性比压敏电阻器优越得多,具体特性参数的比较表5所列。
表5 TVS管与压敏电阻器的比较
TVS管的应用实例
交流电路
图4为微机电源采用TVS管作线路保护的原理图。
图4 微机电源部分原理图
下面就图4中的线路保护加以说明。
①在进线的交流220 V处加双向TVS管D1,以抑制220 V交流电网中的尖峰干扰。双向TVS管D1的
![TVS管与压敏电阻器的选型比较](https://www.21ic.com/uploads/47285/669e6b5c6908e.gif)
选取D1时根据上述参数,通过查表即可得到。
②在变压器进线处加上抗干扰的电源线滤波器,以消除小尖峰干扰。
③在变压器输出端交流20 V处加上双向TVS管D2,再一次抑制干扰。双向TVS管D2的
![TVS管与压敏电阻器的选型比较](https://www.21ic.com/uploads/47285/669e6b5ce771c.gif)
选取D2时根据上述参数,通过查表即可得到。
④整流滤波输出直流10 V时,加上单向TVS管D3抑制干扰。单向TVS管D3的
![TVS管与压敏电阻器的选型比较](https://www.21ic.com/uploads/47285/669e6b5d2fcef.gif)
选取D3时根据上述参数,通过查表即可得到。
通过如上4次抑制,得到了所谓的“净化电源”。为了防雷击等浪涌电压,还可在交流220 V进线端加上压敏电阻器,以便更有效地防止干扰进入计算机的CPU及存储器中,从而进一步提高系统的可靠性。