الدايود (TVS) (قمع الجهد المتغير) هو مكون حماية دوائر سريع التفاعل مصمم لحماية المكونات الإلكترونية من الجهد الزائد، والإطلاق الكهروستاتيكي، وتيارات الزيادة. يستخدم على نطاق واسع في أنظمة USB وHDMI والأنظمة الصناعية لتوفير حماية فعالة ضد قمع الجهد.
دايود TVS (قمع الجهد المتغير) هو مكون حماية سريع من الجهد الزائد. يقوم بحماية الدوائر الإلكترونية الحساسة من النبضات الكهربائية المؤقتة الناتجة عن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، وموجات البرق، والتحولات في التيار الكهربائي. تعتمد دايودات TVS على آليات انهيار الavalanche وتستجيب عادةً في أقل من نانوثانية واحدة لتقييد الجهد الزائد إلى مستوى آمن.
|
المصطلح بالإنجليزية |
تعريف |
ملاحظات الهندسة |
|
جهد الانفصال العكسي (VR) |
أقصى جهد يمكن للديود الحامي (TVS) تحمله في حالة غير موصلة. |
يجب أن يكون أعلى بنسبة 10-15% من جهد النظام لمنع التفعيل الخاطئ. |
|
جهد الانهيار (VBR) |
جهد التشغيل الذي تبدأ عنده الدايود بالتوصيل تحت تيار الاختبار (على سبيل المثال، 1mA). |
يجب أن يتجاوز VR ولكن يبقى أقل من تحمل الجهد الأقصى للجهاز المحمي. |
|
جهد الإمساك (VC) |
الجهد الأقصى عبر الدايود عند تيار النبضة الذروة. |
يجب أن يكون أقل من جهد التحمل للمكونات المحمية. |
|
تيار النبضة峰值 (IPP) |
التيار الأقصى للنطحة الذي يمكن للديود التعامل معه أثناء حدث مؤقت. |
اختر بناءً على توقعات النطح مع هامش أمان يتراوح بين 1.5-2 مرة. |
|
قوة النبضة الذروة (PPP) |
الطاقة القصوى التي يمكن للديود امتصاصها في نبضة محددة (على سبيل المثال، 10/1000μs). |
يُفضل استخدام قوة أعلى في البيئات الصناعية أو التي تحتوي على موجات تيار مفاجئة قوية. |
|
تيار التسرب العكسي (IR) |
تيار تسرب صغير عند الجهد VR. |
التيار العكسي الأقل (IR) هو الأفضل لأنظمة منخفضة الطاقة أو الدقيقة. |
|
سعة الاتصال (Cj) |
السعة الكهربائية الناتجة عن الاتصال الداخلي PN للديود. |
السعة المنخفضة (<5pF) ضرورية لخطوط الإشارات ذات السرعة العالية مثل USB وHDMI. |
|
زمن الاستجابة |
المدة الزمنية من اكتشاف الجهد الزائد إلى التوصيل؛ عادةً <1ns. |
الميزة الرئيسية لـ TVS مقارنة بـ MOV/GDT في بيئات ESD/عالية السرعة. |
|
نوع التغليف |
التنسيقات المادية مثل SMA، SMB، SMC. |
يؤثر على التبدد وتصنيف الموجة؛ على سبيل المثال، SMB لـ 600-1500W، SOD323 للدوائر الدقيقة. |
|
التعبئة |
القدرة الذروة (P_PP) |
التطبيقات النموذجية |
جهد النظام |
واقع افتراضي |
VBR |
VC |
نماذج مثال |
|
سما |
400 وات |
منافذ USB/HDMI/RS232، وحدة التحكم الدقيقة إدخال/إخراج، الأجهزة الصغيرة |
5V/ |
5.5V/ |
6.2–7.5V/ |
10–18V |
SMBJ6.5CA,SMAJ12CA |
|
الشركات الصغيرة والمتوسطة |
600 واط |
مدخل الطاقة، محركات LED، الأجهزة القياسية |
12V/ |
13–26V |
16–28V |
24–40V |
SMBJ24A,SMBJ33A |
|
SMC |
1500 واط |
التحكم الصناعي، محطات قاعدة الاتصالات، التيار المتردد الرئيسي |
24V–48V/ |
26–56V |
30–60V |
38–80V |
SMCJ36A,SMCJ58A,SMCJ70A |
إرشادات مطابقة المعلمات
• VR (جهد العزل العكسي): يجب أن يكون أعلى قليلاً من الجهد الفعلي للنظام (عادة ×1.1~1.2).
• VBR (جهد الكسر): يجب أن يبقى بين تحمل النظام وعتبة التثبيت.
• VC (جهد التثبيت): يجب أن يكون أقل من الجهد القصوى المسموح به للمكونات المحمية.
|
تطبيق |
الحزمة الموصى بها |
النوع |
المعالم النموذجية |
سمات |
|
واجهة USB 5V |
سما |
SMAJ6.0CA |
VR = 5.5V VBR = 6.4V VC ≈ 10V |
استجابة سريعة، سعة منخفضة لخطوط البيانات |
|
مدخل طاقة 24V |
الشركات الصغيرة والمتوسطة |
SMBJ24A |
VR = 24V VBR = 26.7V VC ≈ 38.9V |
تثبيت متوسط النطاق، مناسب للاستجابة للزيادات في المدخلات DC |
|
تيار متردد صناعي 220V |
SMC |
SMCJ70A |
VR = 70V VBR ≈ 78V VC ≈ 113V |
سعة طاقة عالية، مثالية لحماية التيار المتردد وموصلات التحكم |
1. حماية من الفولتية الزائدة: تقييد سريع لزيادات الفولتية (مثل البرق، التغيرات أثناء التبديل) لحماية الأجهزة اللاحقة.
2. حماية من الشحن الكهروستاتيكي (ESD): استجابة فائقة السرعة للتفريغات الكهروستاتيكية على المنافذ الحساسة مثل USB، HDMI، LAN، RS-485.
3. مقاومة الموجات الكهربائية: امتصاص التيارات العابرة العالية الناتجة عن الموجات الكهربائية في الأتمتة، شبكات الطاقة، أو أنظمة الأمن.
4. سلامة خط الإشارة: تحافظ على سلامة البيانات في الخطوط ذات السرعات العالية بينما تقدم حماية فولتية فعّالة.
الديودات الحساسة للجهد (TVS) هي مكونات فعالة من حيث التكلفة وسريعة الاستجابة، وهي ضرورية لحماية الدوائر. وباختيار المعلمات المناسبة وتخصيصها حسب التطبيق، فإنها تُحسّن بشكل كبير من موثوقية النظام تحت ظروف التشويش الكهرومغناطيسي والمتغيرات الكهربائية.
EN
