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TVS的參數主要有:
1.擊穿電壓(VBR):TVS在此時阻抗驟然降低,處於(yu) 雪崩擊穿狀態。
2.測試電流(IT):TVS的擊穿電壓VBR在此電流下測量而得。一般情況下IT取1mA。
3.反向變位電壓(VRWM):TVS的最大額定直流工作電壓,當TVS兩(liang) 端電壓繼續上升,TVS將處於(yu) 高阻狀態。此參數也可被認為(wei) 是所保護電路的工作電壓。
4.最大反向漏電流(IR):在工作電壓下測得的流過TVS的最大電流。
5.最大峰值脈衝(chong) 電流(IPP):TVS允許流過的最大浪湧電流,它反映了TVS的浪湧抑製能力。
6.最大箝位電壓(VC):當TVS管承受瞬態高能量衝(chong) 擊時,管子中流過大電流,峰值為(wei) IPP,端電壓由VRWM值上升到VC值就不再上升了,從(cong) 而實現了保護作用。浪湧過後,隨時間IPP以指數形式衰減,當衰減到一定值後,TVS兩(liang) 端電壓由VC開始下降,恢複原來狀態。最大箝位電壓VC與(yu) 擊穿電壓VBR之比稱箝位因子Cf,表示為(wei) Cf= VC /VBR,一般箝位因子僅(jin) 為(wei) 1.2~1.4。
7.峰值脈衝(chong) 功率(PP):PP按峰值脈衝(chong) 功率的不同TVS分為(wei) 四種,有500W、600W、1500W和5000W。
8.最大峰值脈衝(chong) 功率:最大峰值脈衝(chong) 功率為(wei) :PN=VC·IPP。顯然,最大峰值脈衝(chong) 功率愈大,TVS所能承受的峰值脈衝(chong) 電流IPP愈大;另一方麵,額定峰值脈衝(chong) 功率PP確定以後,所TVS能承受的峰值脈衝(chong) 電流IPP,隨著最大箝位電壓VC的降低而增加。TVS最大允許脈衝(chong) 功率除了和峰值脈衝(chong) 電流和箝位電壓有關(guan) 外,還和脈衝(chong) 波形、脈衝(chong) 持續時間和環境溫度有關(guan) 。
對於(yu) 幾種不同的脈衝(chong) 波形PN=K·VC·IPP,其中K為(wei) 功率因數,圖3給出了幾種典型脈衝(chong) 波形的K值。
TVS器件規定,脈衝(chong) 重複率比(脈衝(chong) 持續時間和間歇時間之比)為(wei) 0.01%。如不符合這一條件,脈衝(chong) 功率的積累有可能使TVS燒毀。電路設計人員應注意這一點。TVS的工作是可靠的, 即使長期承受不重複性大脈衝(chong) 的高能量的衝(chong) 擊,也不會(hui) 出現"老化"問題。試驗證明,TVS安全 工作於(yu) 10000次脈衝(chong) 後,其最大允許脈衝(chong) 功率仍為(wei) 原值的80%以上。
TVS所能承受的瞬時脈衝(chong) 峰值可達數百安培,其箝位響應時間僅(jin) 為(wei) 1*10-12 秒;TVS所允許的正向浪湧電流,在25℃,1/120秒的條件下,也可達50-200安培。一般地說,TVS所能承受的瞬 時脈衝(chong) 是不重複的脈衝(chong) 。而實際應用中,電路裏可能出現重複性脈衝(chong) 。
1、按主要參數選擇
(1)額定正向工作電流
額定正向工作電流指二極管長期連續工作時允許通過的最大正向電流值。
(2)最大浪湧電流
最大浪湧電流,是允許流過的過量正向電流,它不是正常電流,而是瞬間電流。其值通常是額定正向工作電流的20倍左右。
(3)最高反向工作電壓
加在二極管兩(liang) 端的反向工作電壓高到一定值時,管子將會(hui) 擊穿,失去單向導電能力。為(wei) 了保證使用安全,規定了最高反向工作電值。例如,lN4001二極管反向耐壓為(wei) 50V,lN4007的反向耐壓為(wei) 1000V。
(4)反向電流
反向電流是指二極管在規定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向導電性能越好。
反向電流與(yu) 溫度密切相關(guan) ,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。
矽二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定性。
(5)反向恢複時間
從(cong) 正向電壓變成反向電壓時,電流一般不能瞬時截止,要延遲一點點時間,這個(ge) 時間就是反向恢複時間。它直接影響二極管的開關(guan) 速度。
(6)最大功率
最大功率就是加在二極管兩(liang) 端的電壓乘以流過的電流。這個(ge) 極限參數對穩壓二極管等顯得特別。
(7)頻率特性
由於(yu) 結電容的存在,當頻率高到某一程度時,容抗小到使 PN 結短路。導致二極管失去單向導電性,不能工作,PN 結麵積越大,結電容也越大,越不能在高頻情況下工作。
2、不同二極管的選用
(1)檢波二極管
檢波二極管一般可選用點接觸型鍺二極管,選用時,應根據電路的具體(ti) 要求來選擇工作頻率高、反向電流小、正向電流足夠大的檢波二極管。
(2)整流二極管
整流二極管一般為(wei) 平麵型矽二極管,用於(yu) 各種電源整流電路中。選用整流二極管時,主要應考慮其最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢複時間等參數。普通串聯穩壓電源電路中使用的整流二極管,對截止頻率的反向恢複時間要求不高,隻要根據電路的要求選擇最大整流電流和最大反向工作電流符合要求的整流二極管即可。
(3)穩壓二極管
穩壓二極管一般用在穩壓電源中作為(wei) 基準電壓源或用在過電壓保護電路中作為(wei) 保護二極管。選用的穩壓二極管,應滿足應用電路中主要參數的要求。穩壓二極管的穩定電壓值應與(yu) 應用電路的基準電壓值相同,穩壓二極管的最大穩定電流應高於(yu) 應用電路的最大負載電流50%左右。
(4)開關(guan) 二極管
開關(guan) 二極管主要應用於(yu) 收錄機、電視機、影碟機等家用電器及電子設備有開關(guan) 電路、檢波電路、高頻脈衝(chong) 整流電路等。
中速開關(guan) 電路和檢波電路,可以選用2AK係列普通開關(guan) 二極管。高速開關(guan) 電路可以選用RLS係列、1SS係列、1N係列、2CK係列的高速開關(guan) 二極管。
要根據應用電路的主要參數(如正向電流、最高反向電壓、反向恢複時間等)來選擇開關(guan) 二極管的具體(ti) 型號。
(5)變容二極管
選用變容二極管時,應著重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結電容等參數是否符合應用電路的要求,應選用結電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變容二極管。
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關(guan) 鍵詞:PPTC自恢複保險絲(si) 、EMS常用器件。
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電湧顧名思義(yi) 就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓,其來源分為(wei) 外部來源(雷電和電網中開關(guan) 操作等在電力線路上產(chan) 生的過電壓)和內(nei) 部來源(空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機和其它感應性負荷),根據統計,在美國:由於(yu) 電湧給各行業(ye) 造成的停產(chan) 、時間的損失、設備維修、過早地更換設備等直接損失每年高達 260 億(yi) 美金,在中國,據有關(guan) 統計,在保修期內(nei) 出現問題的電氣產(chan) 品中,有 63%是由於(yu) 電湧產(chan) 生的。我司依據GB/T17626.5 IEC61000-4-5 對浪湧(衝(chong) 擊)抗擾度試驗,詳細列出測試方法和測試結果,以供客戶參考。
示波器,萬(wan) 用表,雷擊浪湧發生器,測試電路板,壓敏電阻,氣體(ti) 放電管。
如示意圖,其中測試時三顆壓敏使用的是YINT的14D471K,如果客戶端的電網環境較為(wei) 惡劣,可適當調大壓敏電阻,壓敏電壓大則更安全,耐用,故障率低,但是殘壓會(hui) 高,浪湧對設備的衝(chong) 擊會(hui) 大。氣體(ti) 放電管用的為(wei) 2R600L。氣體(ti) 放電管和壓敏電阻串聯使用,可大幅度的減小正常工作時的泄露電流,可延長器件使用壽命,由於(yu) 陶瓷氣體(ti) 放電管失效模式大多為(wei) 開路,不易引起火災。缺點是當壓敏電阻和氣放管都失效時,還可能引起火災,故可通過串接保險絲(si) 來做防護。紅色虛線部分大部分客戶可去掉,隻有在做精細保護時才需要這部分,這部分可使用TVS,但是由於(yu) TVS通流量較小,容易被擊穿。也可使用殘壓小的壓敏電阻替代,中間的電感做耦合, 具體(ti) 如何使用可聯係乐天堂FUN88電子。
4.根據GB/T17626.5 IEC61000-4-5的要求,對於(yu) 連接到電源線和短距離信號互連線的端口,應使用1.2/50µs組合波發生器。發生器電路原理圖如下:
對雷擊浪湧發生器的開路電壓和短路電流波形進行檢查,結果如下:
開路電壓波形 1.2/50µs 短路電流波形 8/20µs
波前時間:1.2Χ(1±30%)µs 波前時間:8Χ(1±20%)µs
半峰時間:50Χ(1±20%)µs 半峰時間:20Χ(1±20%)µs
5. 測試根據保護電路,對其進行±6KV/3KA的浪湧測試,如下所示:
供電波形如下所示,220V 50Hz:
A. L N線之間接壓敏電阻14D471K和氣體(ti) 放電管2R600L,測量輸出波形,如下所示:
+6KV:
-6KV:
從(cong) 圖中可看到經過壓保護器件的動作,6KV的浪湧電壓被抑製到1KV左右,對EUT的損壞大大降低。
B.LN兩(liang) 線之間隻接壓敏電阻14D471K做保護,輸出波形如下:
簡單的使用壓敏也可進行保護,但是由於(yu) 壓敏電阻的寄生電容較大,用在交流係統中會(hui) 產(chan) 生客觀的泄露 電流,對係統造成影響。且一般壓敏電阻失效後會(hui) 短路,故最好串接溫度保險絲(si) 防護。
以上供參考
交流防雷保護方案有很多種,乐天堂FUN88電子是電子電路保護器件的專(zhuan) 業(ye) 廠商,為(wei) 客戶提供最適合的電子線路 保護方案,如有需要請聯係我們(men) 。
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關(guan) 鍵詞:壓敏電阻、氣體(ti) 放電管。
乐天堂FUN88研發組:www.led366.com
在整流電路中常用到整流橋,整流橋常用四個(ge) M7 組成全橋整流,M7 的耐壓一般為(wei) 1000V,而在電源電路中常受到浪湧和其他高壓的侵襲,導致 M7 反向擊穿,我司推出高耐壓的整流二極管 HD520 和 HD528,特作此對比測試。
二極管測試儀(yi) ,數字電橋,1.2/50 8/20綜合波發生器等。
3.1.首先測試M7,HD520,HD528的電氣參數
(M7的VF VBR IR )
(HD520的VF VBR IR)
(HD528的VF VBR IR)
(M7寄生電容)
(HD520寄生電容)
(HD528寄生電容)
3.2. 浪湧測試,將M7,HD520,HD528組成整流橋,輸出開路(隻測試過壓損壞的情況,不考慮過流損壞的情況)
如下所示:
(M7) (HD520)
(HD528)
測試平台如下所示:
(發生器界麵) (被測樣品)
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關(guan) 鍵詞:整流二極管、浪湧電壓。
MOV 電路符號
壓敏電阻英文 varistor 或 MOV,它以氧化鋅為(wei) 基料,加入多種添加劑,經過混料造粒, 壓製成坯體(ti) ,高溫燒結,兩(liang) 麵印燒銀電極,焊接引出端,最後包封等工序而製成。 優(you) 點是價(jia) 格便宜,通流量大,響應速度快,缺點是寄生電容大,不適合用在高頻電路中。 壓敏電阻器廣泛應用於(yu) 家用電器及其它電子產(chan) 品中,起過電壓保護、防雷、抑製浪湧電 流、吸收尖峰脈衝(chong) 、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體(ti) 元器件等作用。 壓敏電壓的選擇:交流電路其最小值一般選擇被保護設備電壓2-3倍,直流電路選取為(wei) 工作電壓的1.8-2倍。 由於(yu) 壓敏製作時可能存在微小缺陷,或者當承受不同電流衝(chong) 擊,造成管芯的壓敏電阻體(ti) 分布不均,一些部位電阻會(hui) 降低,導致漏電流增加,最終導致薄弱點微融化,最終導致 老化。所以一般串接熱熔點來避免。
壓敏可串並聯使用
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關(guan) 鍵詞:壓敏電阻、過壓保護。
TVS 電路符號
TVS 是一種限壓型的過壓保護器,它將過高的電壓鉗製至一個(ge) 安全範圍,藉以保護後麵的電路,有著比其它保護元件更快的反應時間,這使 TVS 可用在防護 lighting、 switching、ESD 等快速破壞性瞬態電壓。
特點:可分為(wei) 單雙向,響應時間快、漏電流低、擊穿電壓誤差小、箝位電壓較易控製、 並且經過多次瞬變電壓後,性能不下降,可靠性高,體(ti) 積小、易於(yu) 安裝。缺點是能承受 的浪湧電流較小,且功率大的寄生電容也大,低電容的功率較小。適用於(yu) 細保護或者二 級保護。
注:選型注意,單雙向,電壓,功率,電容都要考慮到。
單向 TVS 伏安特性 雙向 TVS 伏安特性
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關(guan) 鍵詞:TVS瞬態抑製二極管、過壓防護。
(GDT 電路符號)
氣體(ti) 放電管是一種陶瓷或玻璃封裝的、內(nei) 充低壓惰性氣體(ti) 的短路型保護器件,一般分兩(liang) 電極和三電極兩(liang) 種結構。其基本的工作原理是氣體(ti) 放電。當極間的電場強度超過氣體(ti) 的 擊穿強度時,就引起間隙放電,從(cong) 而限製了極間的電壓,使與(yu) 氣體(ti) 放電管並聯的其它器件得到保護。氣體(ti) 放電管可分為(wei) 二極和三極兩(liang) 種。
1.具有通流量大(KA 級)。
2.漏電流小。
3.寄生電容小等。
1.其響應 速度慢(μs 級)。
2.動作電壓精度低有續流現象。
總結:適用於(yu) 粗保護或者初級保護。
min(UDC)≥1.25*1.15Up,1.25 是安全餘(yu) 量,1.15 是電源波動係數。
特性曲線
關(guan) 鍵詞:陶瓷氣體(ti) 放電管、gdt氣體(ti) 放電管、過壓防護。
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(TSS 電路符號)
半導體(ti) 過壓保護器是根據可控矽原理采用離子注入技術生產(chan) 的一種新型保護器件,具有 精確導通、快速響應(ns 級)、浪湧吸收能力較強、雙向對稱、可靠性高等特點。
TSS半導體(ti) 放電管浪湧通流能力較同尺寸的 TVS二極管強,但開關(guan) 型保護器件都有續流問題。
TSS半導體(ti) 放電管有貼裝式、 直插式和軸向引線式三種封裝形式。在通訊行業(ye) 使用的比較多。
TSS伏安特性曲線
注意:開關(guan) 型過壓防護器件,由於(yu) 都有續流特性,故在電源電路單獨使用需謹慎。
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關(guan) 鍵詞;tss半導體(ti) 放電管、過壓防護。
PTC電路符號
PPTC自恢複保險絲(si) 采用高分子有機聚合物在高壓、高溫,硫化反應的條件下,攙加導電粒子材料後,經 過特殊的工藝加工而成。傳(chuan) 統保險絲(si) 過流保護,僅(jin) 能保護一次,燒斷了需更換,而自恢複保 險絲(si) 具有過流過熱保護,自動恢複雙重功能。
PPTC自恢複保險絲(si) 插件類的耐壓值有 6V,16V,30V,60V,72V,250V,600V,電流從(cong) 75mA 到 14A。 貼片係列的有 0603,0805,1206,1210,2018,2920 封裝。
特性曲線
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關(guan) 鍵詞:自恢複保險絲(si) 、PPTC、過流保護。
目的:
電湧顧名思義(yi) 就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓,其來源分為(wei) 外部來源(雷電和電網中開關(guan) 操作等在電力線路上產(chan) 生的過電壓)和內(nei) 部來源(空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機和其它感應性負荷),根據統計,在美國:由於(yu) 電湧給各行業(ye) 造成的停產(chan) 、時間的損失、設備維修、過早地更換設備等直接損失每年高達260億(yi) 美金,在中國,據有關(guan) 統計,在保修期內(nei) 出現問題的電氣產(chan) 品中,有63%是由於(yu) 電湧產(chan) 生的。我司依據GB/T17626.5 IEC61000-4-5對浪湧(衝(chong) 擊)抗擾度試驗,提供220V電源10KA浪湧防護方案,以供大家參考。
開路電壓波形1.2/50μs T1=1.2μs T2=50μs
短路電流波形8/20μs T1=8μs T2=20μs
溫度保險絲(si) |
壓敏電阻 |
氣體(ti) 放電管 |
暫無 |
25D561K |
2R600L-8×6 |
如果在測試過程中,浪湧的殘壓過高,導致被測設備損壞,則可以在共模線圈後麵增加一級防護(紅色虛線內(nei) ),器件的選擇可以和前一級一樣,也可以選擇通流量稍小的壓敏電阻和氣體(ti) 放電管以節省成本。
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