TVS (Transient Voltage Suppression) dioda je vysokorychlostní komponenta pro ochranu obvodů navržená k ochraně elektronických součástí před přepěti, elektrostatickým vypálením a přívalovými proudy. Je široce používána v USB, HDMI a průmyslových systémech napájení k poskytnutí efektivní ochrany před zatažením napětí.
TVS (Transient Voltage Suppressor) dioda je komponenta rychlé ochrany před přepětí. Chrání citlivé elektronické obvody před krátkodobými příepy napětí způsobenými elektrostatickým vypálením (ESD), bleskovými nápory a přepětími při přepínání napájení. TVS diody fungují na principu lavinového prolomení a obvykle reagují do méně než 1 nanosekundy, aby zmírnily přebytečné napětí na bezpečnou úroveň.
|
Anglický termín |
Definice |
Inženýrské poznámky |
|
Obrácené odstupové napětí (VR) |
Maximální napětí, kterému může TVS diodní odolat v nevodivém stavu. |
Mělo by být o 10–15 % vyšší než systémové napětí, aby se zabránilo neoprávněnému spouštění. |
|
Prahové napětí (VBR) |
Napětí, při kterém diod začne provozovat pod testovacím proudem (např. 1mA). |
Mělo by překročit VR, ale zůstat pod maximální tolerancí napětí chráněného zařízení. |
|
Ucpávací napětí (VC) |
Maximální napětí na diodě v bodě vrcholového pulsního proudu. |
Musí být pod odolným napětím chráněných součástí. |
|
Maximální pulsový proud (IPP) |
Maximální přepážkový proud, který diodní může zvládnout během krátkodobé události. |
Vybírejte na základě očekávaných přepážek s bezpečnostním marginem 1,5–2x. |
|
Maximální pulsová výkon (PPP) |
Maximální energii, kterou dioda může absorbovat v určitém pulsu (např. 10/1000μs). |
Vyšší výkon je upřednostňován v průmyslových nebo silně přetížených prostředích. |
|
Obrácený proud úniku (IR) |
Malý únikový proud při napětí VR. |
Nižší IR je lepší pro nízkoenergetické nebo přesné systémy. |
|
Kapacita spoje (Cj) |
Kapacita způsobená vnitřní PN spojkou diodu. |
Nízká kapacita (<5pF) je nezbytná pro vysokorychlostní signální linky jako USB, HDMI. |
|
Doba odezvy |
Čas od detekce přepětí do vodivosti; obvykle <1ns. |
Hlavní výhoda TVS oproti MOV/GDT v prostředí ESD/vysoké rychlosti. |
|
Typ balení |
Fyzické formáty jako SMA, SMB, SMC. |
Ovlivňuje disipaci a hodnocení přívalového toku; např. SMB pro 600–1500W, SOD323 pro mikro obvody. |
|
Balení |
Maximální výkon (P_PP) |
Typické aplikace |
Napětí systému |
VR |
VBR |
VC |
Ukázkové modely |
|
SMA |
400W |
USB/HDMI/RS232 porty, MCU I/O, malé přístroje |
5V/ |
5.5V/ |
6.2–7.5V/ |
10–18V |
SMBJ6.5CA,SMAJ12CA |
|
SMB |
600 W |
Vstupní napětí, ovladače LED, měřicí přístroje |
12V/ |
13–26V |
1628V |
2440V |
SMBJ24A, SMBJ33A |
|
SMC |
1500W |
Průmyslové ovládání, telekomunikační základní stanice, střídavý proud |
24V48V/ |
26–56V |
30–60V |
38–80V |
SMCJ36A,SMCJ58A,SMCJ70A |
Pokyny pro shodování parametrů
• VR (Obrácené napětí): Mělo by být o něco vyšší než skutečné systémové napětí (obvykle ×1,1~1,2).
• VBR (Prahové napětí): Mělo by zůstat v rozmezí mezi systémovou tolerancí a prahem zmacknutí.
• VC (Zmackovací napětí): Musí být nižší než maximální povolené napětí chráněných komponentů.
|
Aplikace |
Doporučená obalu |
Model |
Typické parametry |
Vlastnosti |
|
USB 5V rozhraní |
SMA |
SMAJ6.0CA |
VR = 5.5V VBR = 6.4V VC ≈ 10V |
Rychlá odezva, nízká kapacita pro datové linky |
|
vstupní napájení 24V |
SMB |
SMBJ24A |
VR = 24V VBR = 26,7V VC ≈ 38,9V |
Střední úroveň klamání, vhodná pro přívalové vstupy DC |
|
Průmyslová AC 220V |
SMC |
SMCJ70A |
VR = 70V VBR ≈ 78V VC ≈ 113V |
Vysoká energická kapacita, ideální pro ochranu v síťovém napájení a relé |
1. Ochrana před přepěny: Rychle zmírňuje výpisky napětí (např. blesk, přepěnové tranzience) pro ochranu zařízení na výstupu.
2. Ochrana před ESD: Extrémně rychlá reakce na elektrostatické výboje na citlivých portech jako USB, HDMI, LAN, RS-485.
3. Odolnost vůči náporovým vlnám: Absorbuje vysoké přechodné proudy z elektrických vln v automacích, elektrizačních sítích nebo bezpečnostních systémech.
4. Integrita signálních linek: Udržuje integritu dat v high-speed linek současně s efektivní ochranou napětí.
TVS diody jsou ekonomické, rychlě reagující komponenty, které jsou klíčové pro ochranu obvodů. S vhodným výběrem parametrů a konfigurací specifickou pro danou aplikaci významně zvyšují spolehlivost systému při přechodných jevech a elektromagnetické interferenci.
EN
