De TVS (Transient Voltage Suppression) diode is een hoge snelheid schakelingsbeschermingscomponent ontworpen om elektronische componenten te beschermen tegen overspanning, elektrostatische ontlading en surgestromen. Het wordt breed gebruikt in USB, HDMI en industriële voedingssystemen om effectieve spanningsbeperkingsbescherming te bieden.
Een TVS (Transient Voltage Suppressor)-diode is een hoge snelheidsschakelend component voor overspanningsbescherming. Het beschermt gevoelige elektronische schakelingen tegen tijdelijke spanningsspikes die worden veroorzaakt door elektrostatische ontlading (ESD), blikseminvalstroomstoten en transiënten bij het schakelen van de voeding. TVS-diodes werken op basis van lawinebrekingsmechanismen en reageren doorgaans in minder dan 1 nanoseconde om de overspanning te beperken tot een veilig niveau.
|
Engelse term |
Definitie |
Ingenieursnotities |
|
Omgekeerde stand-by-spanning (VR) |
Maximale spanning die de TVS-diode kan verdragen in een niet-geleidende toestand. |
Moet 10-15% hoger zijn dan de systeemspanning om ongewenst activeren te voorkomen. |
|
Grensspanning (VBR) |
Spanning waarop de diode begint te geleiden onder teststroom (bijv. 1mA). |
Moet VR overtreffen, maar blijven onder de maximale spanningsverdraagzaamheid van het beschermd apparaat. |
|
Klemspanning (VC) |
Maximale spanning over de diode bij piek pulse stroom. |
Moet onder de weerstandsspanning van de beschermden componenten liggen. |
|
Piek Pulse Stroom (IPP) |
Maximale overslagstroom die de diode kan verwerken tijdens een transient event. |
Kies op basis van de verwachtingen voor stroomstoten met een veiligmarge van 1,5–2x. |
|
Peak Pulse Power (PPP) |
Maximale energie die de diode kan absorberen in een gespecificeerde pulse (bijv., 10/1000μs). |
Hoger vermogen wordt voorgekozen in industriële omgevingen of bij sterke stroomstoten. |
|
Reverse Leakage Current (IR) |
Kleine lekstroom bij VR spanning. |
Een lagere IR is beter voor lage-energie- of precisiesystemen. |
|
Junctiecapaciteit (Cj) |
Capaciteit door de interne PN-junctie van de diode. |
Lage capaciteit (<5pF) is essentieel voor hoge-snelheid signaallijnen zoals USB, HDMI. |
|
Reactietijd |
Tijd vanaf detectie van overspanning tot geleiding; typisch <1ns. |
Belangrijkste voordeel van TVS ten opzichte van MOV/GDT in ESD/hoge-snelheidomgevingen. |
|
Pakkettype |
Fysieke formaten zoals SMA, SMB, SMC. |
Invloed op dissipatie en stootcapaciteit; bijv., SMB voor 600–1500W, SOD323 voor microcircuitry. |
|
Verpakking |
Piekpunt (P_PP) |
Typische toepassingen |
Systeemspanning |
VR |
VBR |
Vc |
Voorbeeldmodellen |
|
SMA |
400W |
USB/HDMI/RS232-poorten, MCU I/O, kleine apparaten |
5V/ |
5,5V/ |
6,2–7,5V/ |
10–18V |
SMBJ6.5CA,SMAJ12CA |
|
MKB |
600 W |
Stroomvoer, LED-drivers, meetinstrumenten |
12v/ |
13–26V |
16–28V |
24–40V |
SMBJ24A,SMBJ33A |
|
SMC |
1500W |
Industrieële bediening, telecom basestations, AC-net |
24V–48V/ |
26–56V |
30–60V |
38-80V |
SMCJ36A,SMCJ58A,SMCJ70A |
Parameterovereenkomst richtlijnen
• VR (Omkeringsspanning): Dit moet iets hoger zijn dan de werkelijke systeemspanning (meestal ×1.1~1.2).
• VBR (Doorslagspanning): Dit moet tussen de systeemtolerantie en de dempingsscholding blijven.
• VC (Klemmspanning): Moet lager zijn dan de maximale toegestane spanning van de beschermden componenten.
|
Toepassing |
Aanbevolen verpakking |
Model |
Typische Parameters |
Kenmerken |
|
USB 5V interface |
SMA |
SMAJ6.0CA |
VR = 5.5V VBR = 6.4V VC ≈ 10V |
Snel respons, lage capaciteit voor gegevenslijnen |
|
24V voeding |
MKB |
SMBJ24A |
VR = 24V VBR = 26,7V VC ≈ 38,9V |
Middenbereik klemmen, geschikt voor DC invoerstroomstoot |
|
Industrieel AC 220V |
SMC |
SMCJ70A |
VR = 70V VBR ≈ 78V VC ≈ 113V |
Hoge energiecapaciteit, ideaal voor netwerkschermen en relaisbescherming |
1. Overspanningsbescherming: Snel voltage spikes (bijv. blikseminslag, schakeltransienten) klemmen om onderstroomapparatuur te beschermen.
2. ESD-bescherming: Ultra-snelle reactie op elektrostatische ontladingen op gevoelige poorten zoals USB, HDMI, LAN, RS-485.
3. Het is een onmogelijke zaak. Overspanningsbeveiliging: absorbeert hoge tijdelijke stromen van stroomspanningen in automatisering, elektriciteitsnetten of beveiligingssystemen.
4. Het is een zaak van de Signallijnintegrity: handhaaft de gegevensintegrity in hogesnelheidslijnen en biedt tegelijkertijd een effectieve spanningsbescherming.
TVS-dioden zijn kosteneffectieve, snel reagerende componenten die van vitaal belang zijn voor de bescherming van de schakelingen. Met een juiste parameterselectie en toepassingsspecifieke configuratie verbeteren ze de betrouwbaarheid van het systeem onder tijdelijke en elektromagnetische interferentieomstandigheden aanzienlijk.
EN
