Dioda TVS (Tłumienia Przejściowego Naprużenia) to komponent ochrony szybkiego działania, który zaprojektowano do ochrony elementów elektronicznych przed przekładem napięcia, rozрядem elektrostatycznym i prądami przypływów. Jest powszechnie stosowana w systemach USB, HDMI i zasilania przemysłowego do zapewnienia efektywnej ochrony tłoczenia napięcia.
Dioda TVS (Transient Voltage Suppressor) to komponent ochrony przed przepięciami działający w wysokich prędkościach. Ochrona delikatnych obwodów elektronicznych przed chwilowymi przepięciami spowodowanymi wyładowaniem elektrostatycznym (ESD), impulsami piorunoweimi oraz transjencjami podczas przełączania zasilania. Diody TVS opierają się na mechanizmach awaryjnego rozładowania i zwykle reagują w mniej niż 1 nanosekundzie, aby ograniczyć nadmiarowe napięcie do bezpiecznego poziomu.
|
Angielski termin |
Definicja |
Notatki inżynierskie |
|
Napięcie odcięcia wstecznej (VR) |
Maksymalne napięcie, którego dioda TVS może wytrzymać w stanie nieprzewodzącym. |
Powinno być o 10–15% wyższe niż napięcie systemowe, aby zapobiec niepożądanej aktywacji. |
|
Napięcie przelomowe (VBR) |
Napięcie, przy którym dioda zaczyna przewodzić podczas prądu testowego (np. 1mA). |
Powinno przekraczać VR, ale pozostawać poniżej maksymalnej tolerancji napięcia urządzenia chronionego. |
|
Napięcie zaciskowe (VC) |
Maksymalne napięcie na diodzie przy maksymalnym impulsowym prądzie szczytowym. |
Muszą być poniżej napięcia przeciwwagi chronionych elementów. |
|
Szczytowy Prąd Impulsowy (IPP) |
Maksymalny prąd przelotowy, który dioda może obsłużyć podczas zdarzenia przelotowego. |
Wybierz na podstawie oczekiwań dotyczących przepięć z marginesem bezpieczeństwa 1,5–2x. |
|
Maksymalna Moc Impulsowa (PPP) |
Maksymalna energia, jaką diodę może pochłonąć w określonym impulsku (np. 10/1000μs). |
Większa moc jest wskazana w środowiskach przemysłowych lub przy silnych przepięciach. |
|
Prąd Ucieczki Odwrotnej (IR) |
Mały prąd wycieku przy napięciu VR. |
Niższy IR jest lepszy dla systemów niskowarstwowych lub precyzyjnych. |
|
Pojemność połączenia (Cj) |
Pojemność spowodowana wewnętrznym łączem PN diody. |
Niska pojemność (<5pF) jest kluczowa dla linii sygnałowych wysokiej prędkości, takich jak USB, HDMI. |
|
Czas reakcji |
Czas od wykrycia nad napięcia do przewodzenia; zazwyczaj < 1ns. |
Główną zaletą TVS w porównaniu z MOV/GDT w środowiskach ESD/wysokiej prędkości. |
|
Rodzaj opakowania |
Formaty fizyczne takie jak SMA, SMB, SMC. |
Wykorzystuje się w tym celu wzorce "Systemy sterowania prądem" w pozycji 1.A. |
|
Opakowanie |
Moc Szczytowa (P_PP) |
Typowe zastosowania |
Napięcie systemu |
VR |
VBR |
Wc |
Przykładowe Modele |
|
SMA |
400W |
Porty USB/HDMI/RS232, Wejścia/Wyjścia MCU, małe urządzenia gospodarstwa domowego |
5V/ |
5.5V/ |
6.2–7.5V/ |
10–18V |
SMBJ6.5CA,SMAJ12CA |
|
Mała i średnia firma |
600 W |
Zasilanie, sterowniki LED, przyrządy pomiarowe |
12v/ |
13–26V |
16–28V |
24–40V |
SMBJ24A,SMBJ33A |
|
Smc |
1500W |
Kontrola przemysłowa, stacje bazowe telekomunikacyjne, sieć elektryczna AC |
24V–48V/ |
26–56V |
30–60V |
38–80V |
SMCJ36A,SMCJ58A,SMCJ70A |
Wytyczne dotyczące dopasowania parametrów
• VR (Napięcie odwrotne blokujące): Powinno być nieco wyższe niż rzeczywiste napięcie systemowe (zazwyczaj ×1.1~1.2).
• VBR (Napięcie przelamacza): Powinno mieścić się między tolerancją systemową a prógiem zaciskania.
• VC (Napięcie zacisku): Musi być niższe niż maksymalne dopuszczalne napięcie chronionych elementów.
|
Zastosowanie |
Zalecane opakowanie |
Model |
Typowe parametry |
Charakterystyka |
|
Interfejs USB 5V |
SMA |
SMAJ6.0CA |
VR = 5.5V VBR = 6.4V VC ≈ 10V |
Szybka reakcja, niska pojemność dla linii danych |
|
wejście zasilania 24V |
Mała i średnia firma |
SMBJ24A |
VR = 24V VBR = 26,7V VC ≈ 38,9V |
Średnia klasa zaciskowa, odpowiednia do przepływu impulsowego na wejściu DC |
|
Przemysłowe prądy zmienny 220V |
Smc |
SMCJ70A |
VR = 70V VBR ≈ 78V VC ≈ 113V |
Wysoka pojemność energetyczna, idealna do ochrony sieci AC i relacji. |
1. Ochrona przed przepięciami: Szybko ogranicza wypływy napięcia (np. pioruny, przejściowe zmiany napięcia) aby chronić urządzenia znajdujące się dalej w łańcuchu.
2. Ochrona przed ESD: Ekstremalnie szybka reakcja na rozładowania elektrostatyczne na wrażliwych portach, takich jak USB, HDMI, LAN, RS-485.
3. Ochrona przed przepięciami: Absorbuje wysokie prądy przypływowe spowodowane przepięciami w automatyce, sieciach elektroenergetycznych lub systemach bezpieczeństwa.
4. Integralność linii sygnałowej: Utrzymuje integralność danych w linii wysokiej prędkości, jednocześnie zapewniając skuteczną ochronę napięciową.
Diody TVS to kosztowne, szybkie w reakcji elementy kluczowe dla ochrony obwodów. Dzięki właściwemu wyborowi parametrów i konfiguracji specyficznej dla zastosowań, znacząco zwiększają niezawodność systemu w warunkach przepięć i zakłóceń elektromagnetycznych.
EN
