3分钟带你了解TVS管的妙用

分享到:

射频学习的过程中会遇到很多测试的场景,在不同的场景中可能会用到不同的元器件,这些元器件也能发挥出不同的作用。在汽车类电子的传导抗扰测试中,有一个测试项目是P5脉冲抗扰度测试,这个测试项目的测试目的是衡量汽车电子、电气设备在抛负载的情况下的使用性能正常性。具体的P5脉冲发生在正在放电的电池被松开的瞬间,而这时交流发电机正在对蓄电池进行充电,与此同时,其他的负载仍然接在交流发电机上。而应对P5的脉冲干扰,一般是解决方案是用大功率的TVS管
 
TVS管
 
TVS管又称瞬变电压抑制二极管,是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品,其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,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,使两极间的电压钳位于一个预定值,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。
 
TVS管对设备的保护原理就不多说了,虽然我们有各种不同功率的TVS管来应对不同的脉冲干扰等级,但是实际情况中可能遇到的情况很复杂,整改的时候不一定能够及时的找到相对应型号的器件(手中的器件防护标准等级达不到机器的需要),这个时候可以用其他的组合方式来替代方案。
 
非常规手段替代方案
 
方案1:把两个参数相同的TVS同方向并联起来使用:
 
TVS管
 
这种方法很好理解,多加上一个TVS,相当于多给了瞬时大电流一个流走的通道,让电流可以从两个通道流走。本质上对后端电路造成伤害的就是瞬时大电流,如果一个TVS管不能及时的把这些大电流导走,那么就多增加一个。在测试时,瞬时电流就是由测试电压除以输出电阻产生的。那么并联两个TVS后就可以把瞬时大电流加快导走,在一定的程度上通过的7637测试等级就会更高一些。但是这种方案有一定的局限性,首先需要两个TVS的型号规格等参数是相同的,来保证在瞬时电流到来的时能够同时动作。如果动作时间不相同,那么可能会造成其中一颗TVS管率先被打坏,而另一颗还没有开始动作(先动作的那一颗TVS承受不住瞬时大电流)。注意两个TVS并联的时候是同方向的。接反的话会直接造成短路。
 
方案2:把两个TVS串联起来接在电路中间:
 
TVS管
 
根据   Ipp=P/Vc   可以知道,在器件功率不变的情况下,减小其钳位电压,则其通过的最大峰值电流就会增大。而把两颗TVS串联,在保证总的钳位电压不变的前提下,其总的通流能力更大。如果我们把两个TVS串联起来,举个例子,假设原本一颗6.8KP22A(通流能力为191A左右)的TVS能通过的7637测试等级为87V、4Ω、350ms。现在把两颗一样的TVS(6.8KP12A)同方向串联在一起,在保证组合之后的钳位电压还是35.5V的情况下,单颗TVS的钳位电压已经降低(18V左右),那么单颗的通流能力也就增大了(377A的通流),通流能力的增大就意味着通过的测试等级可以增高(实际测试可以通过的等级为87V、0.5Ω、350ms)。
 
PS:注意两个单向TVS的串联方向,是同方向串联,方向弄反的话则会使这两个单向的TVS组成一个双向的TVS。这跟只接一个单向的TVS没什么区别了。
 
方案3:TVS前端加电感:
 
TVS管
 
电感对于电路来说有着抑制电流变化的作用。在7637等级测试不通过的时候,可以考虑在TVS的前端加上一个电感,电感具有储能的作用,在电路中会储存电量,由于电感有着通直阻交的特性,会阻碍电流的变化,因此测试电压过来的时候,电感可以把电流通过TVS管的时间变长,这样TVS管就能在原来的通过的等级基础上,更进一层。但是要注意考虑电感的通流量及饱和度。
 
总结
 
当手中没有足够防护能力的TVS器件时,有时候可以考虑使用一些非常规手段来替代之前的方案,总结下来大概就是分为两种:分压和扩流,在TVS的前端一些常规器件使到达TVS时的电压降低(电阻、电感),或者是通过扩大电流导出的通道和增加电流导出的路径(串联、并联)。 因为TVS的防护能力其实可以理解为通过TVS把电压钳位到一个后端被保护电路能够承受得住的值,或者说通过TVS及时的把瞬时大电流导走,从而保护后端电路,只要基于这两点去考虑就能够想到一些应对方法。
 
继续阅读
一文讲解无线通信领域的混频器和调制器

在所有的无线设计中,混频器和调制器都支持变频并实现通信。它们确定整个信号链的基本规格。它们的接收信号链具有最高功率,对来自发射通路中的数模转换器(DAC)的信号进行上变频,并实现数字预失真(DPD)系统,从而影响整个通信系统的性能。那么,基本混频器的工作原理如何?有哪些重要规格要考虑?目前有哪些混频器和调制器方案可用来改进和简化系统设计?

存储器技术发展概述

半导体存储技术在电子设计中占有重要的地位,在几乎任何包含处理器的系统中都会用到各种各样的存储器。 随着处理器的进化和发展,存储技术也跟随着不断进步。 另外,随着处理器和计算机系统而不断复杂的软件系统,也对存储技术提出越来越高的要求,新型的存储技术因此不断涌现。 然而,当今的主流存储技术在可预见的将来仍然会被大量应用在计算机系统、数码相机、智能手机等电子设备当中。

I2C总线的工作原理

I2C总线是一种十分流行并且强大的总线,其多用于一个(或多个)主机与单个或多个从设备通讯的场景。图1表明了多种不同的外设可以共享这种只需要两根线便可以连接到处理器的总线,相对于其他接口来说,这也是I2C总线可以提供的最大优势之一。这篇应用笔记的目标是帮助大家理解I2C总线是如何工作的。

引线键合和倒装焊封装制程工艺详解

系统级封装技术已经成为电子技术研究新热点和技术应用的主要方向之一,SIP封装工艺作为SIP封装技术的重要组成部分,值得从事相关技术行业的技术人员和学者进行研究和学习,引线键合和倒装焊作为系统级封装的两种工艺,各有其特点和优势,需要根据具体生产要求进行选择。

机器视觉的三种种目标识别方法讲解

随着机器视觉技术的快速发展,传统很多需要人工来手动操作的工作,渐渐地被机器所替代。传统方法做目标识别大多都是靠人工实现,从形状、颜色、长度、宽度、长宽比来确定被识别的目标是否符合标准,最终定义出一系列的规则来进行目标识别。这样的方法当然在一些简单的案例中已经应用的很好,唯一的缺点是随着被识别物体的变动,所有的规则和算法都要重新设计和开发,即使是同样的产品,不同批次的变化都会造成不能重用的现实。而随着机器学习,深度学习的发展,很多肉眼很难去直接量化的特征,深度学习可以自动学习这些特征,这就是深度学习