Dit artikel analyseert de toepassingen van TVS-diodes voor het onderdrukken van overspanningen in industriële regelapparatuur, inclusief praktijkvoorbeelden en technische selectieaanbevelingen. Het is geschikt voor internationale inkoop- en EMC-ontwerpprofessionals.
I. Wat is een TVS-diode en welk probleem lost deze op?
Een TVS-diode (Transient Voltage Suppression Diode) is een beveiligingscomponent die bedoeld is om te beschermen tegen kortdurende spanningspieken. Wanneer een systeem plotselinge hoge spanningspieken ondervindt, zoals door bliksem, schakelschokken, elektrostatische ontlading (ESD) of plotselinge belastingswijzigingen, geleidt de TVS-diode binnen nanoseconden en begrenst de overspanning tot een veilig niveau. Hierdoor worden gevoelige componenten zoals MCUs, CAN-controllers en RS485-communicatiechips beschermd tegen beschadiging.
II. Typische toepassingen in systemen voor industriële automatisering
|
Toepassingssysteem |
Te beschermen objecten |
Installatielocatie |
|
Plc programmable controller |
Digitale I/O-interface, communicatiepoorten |
Ingangs- en uitgangsinterface, RS485-kanaal |
|
Omzetter en motorbesturing |
Bediening voeding en motorterugkoppelingsignaal |
DC-ingang/uitgang, analoog signaal |
|
Robotica- en automatiseringscellen |
Sensor-/encodercircuit |
Klemmenblokken, stroomrails |
|
Industrial Internet of Things (IIoT) Gateway |
Ethernet/USB/UART-communicatieinterface |
Netwerk/seriële poort beveiligingszone |
|
Beveiligingsbewakingssysteem |
Camera voeding en signaalverbinding |
DC-invoegsel, PoE-aansluiting |
TVS-dioden zijn compact, snel en verkrijgbaar in verschillende verpakkingen (zoals SMA, SMB, SMC en DO-15), waardoor ze geschikt zijn voor PCB-layouts met een hoge dichtheid.
III. Hoe kies je de juiste TVS-diode?
Tijdens het ontwerp is het belangrijk de volgende technische parameters in overweging te nemen:
|
Parameter naam |
Betekenis en suggesties |
|
V RWM |
Maximale werkspanning moet ≥ de werkspanning van het systeem zijn |
|
V BR |
Afbraakspanning, de minimale spanning die geleiding veroorzaakt |
|
V Klem |
Klemspanning, bovengrens voor de werkelijke overspanning |
|
I PP |
De maximale overspanningscapaciteit, hoe groter de overspanningscapaciteit, hoe beter de slagweerstand. |
|
C J |
De capaciteit van de verbinding, die bijzonder belangrijk is voor communicatie-interfaces |
Bijvoorbeeld voor een RS485 industriële communicatie-interface, een TVS met een V RWM van 5 V en een V Klem een spanning van ≤ 12 V wordt aanbevolen.
IV. Toepassingsgeval: probleem van relaisspanning van Europese klanten opgelost
Eind 2024 hebben wij een Duitse fabrikant van industriële automatiseringsapparatuur geholpen bij het oplossen van een vaak voorkomend MCU-schadeprobleem in hun PLC-besturingsmodules. Uit de analyse bleek dat het door het loskoppelingsmoment van de relais gegenereerde omgekeerde hoogspanning (> 60 V) de hoofdbesturingschip via het PCB-circuit raakte.
Door een SMCJ40CA tweerichtings TVS-diode te selecteren en tussen de relaisdrive en de MCU-besturingslijnen te plaatsen, werd de stroomopstoting met succes onderdrukt en bleef het probleem na 24 uur aanhoudend testen aanhouden.
TVS-diodes | Industriële overspanningsbeveiliging | Automatiseringsbeveiligingsapparaten | ESD-suppressiechips | Direct leverbaar
EN
