O diodo TVS (Supressão de Tensão Transitória) é um componente de proteção de circuito de alta velocidade projetado para proteger componentes eletrônicos de sobre-tensão, descarga eletrostática e correntes de surto. Ele é amplamente utilizado em sistemas USB, HDMI e de energia industrial para fornecer proteção eficaz de limitação de tensão.
Um diodo TVS (Supressor de Tensão Transitória) é um componente de proteção contra sobre-tensão de alta velocidade. Ele protege circuitos eletrônicos sensíveis de picos de tensão transitória causados por descargas eletrostáticas (ESD), surtos de raio e transientes de comutação de energia. Os diodos TVS são baseados em mecanismos de ruptura por avalanche e geralmente reagem em menos de 1 nanossegundo para ajustar a tensão excessiva a um nível seguro.
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Termo em Inglês |
Definição |
Notas de Engenharia |
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Voltagem de Corte Inversa (VR) |
Voltagem máxima que o diodo TVS pode suportar em um estado não condutivo. |
Deve ser 10–15% maior que a voltagem do sistema para evitar disparos indevidos. |
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Voltagem de Quebra (VBR) |
Tensão na qual o diodo começa a conduzir sob corrente de teste (por exemplo, 1mA). |
Deve exceder VR, mas permanecer abaixo da tolerância de tensão máxima do dispositivo protegido. |
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Tensão de Clamp (VC) |
Tensão máxima no diodo durante a corrente de pulso pico. |
Deve ser inferior à tensão de suporte dos componentes protegidos. |
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Corrente de Pulso Pico (IPP) |
Corrente máxima de surto que o diodo pode suportar durante um evento transitório. |
Escolha com base nas expectativas de surto, com margem de segurança de 1,5–2x. |
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Potência de Pulso Pico (PPP) |
Energia máxima que o diodo pode absorver em um pulso especificado (ex.: 10/1000μs). |
Uma potência maior é preferida em ambientes industriais ou com surtos fortes. |
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Corrente de Vazamento Inversa (IR) |
Corrente de vazamento pequena na tensão VR. |
Uma IR mais baixa é melhor para sistemas de baixa potência ou precisão. |
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Capacitância do Junção (Cj) |
Capacitância devida à junção PN interna do diodo. |
Baixa capacitância (<5pF) é essencial para linhas de sinais de alta velocidade como USB, HDMI. |
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Tempo de resposta |
Tempo da detecção de sobre-tensão até a condução; tipicamente <1ns. |
Vantagem principal do TVS em relação ao MOV/GDT em ambientes de ESD/alta velocidade. |
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Tipo de Embalagem |
Formatos físicos como SMA, SMB, SMC. |
Afeta a dissipação e a classificação de surto; por exemplo, SMB para 600–1500W, SOD323 para circuitos micro. |
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Pacote |
Potência Pico (P_PP) |
Aplicações típicas |
Tensão do Sistema |
RV |
VBR |
Vc |
Modelos Exemplo |
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SMA |
400W |
Portas USB/HDMI/RS232, E/S de MCU, pequenos eletrodomésticos |
5V/ |
5.5V/ |
6.2–7.5V/ |
10–18V |
SMBJ6.5CA,SMAJ12CA |
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PMEs |
600 W |
Entrada de energia, drivers de LED, instrumentação |
12v/ |
13–26V |
16–28V |
24–40V |
SMBJ24A,SMBJ33A |
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SMC |
1500W |
Controle industrial, estações base de telecom, alimentação AC |
24V–48V/ |
26–56V |
30–60V |
38–80V |
SMCJ36A,SMCJ58A,SMCJ70A |
Diretrizes de Correspondência de Parâmetros
• VR (Tensão Inversa de Bloqueio): Deve ser ligeiramente maior que a tensão real do sistema (geralmente ×1.1~1.2).
• VBR (Tensão de Ruptura): Deve permanecer entre a tolerância do sistema e o limiar de bloqueio.
• VC (Tensão de Bloqueio): Deve ser menor que a tensão máxima permitida dos componentes protegidos.
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Aplicação |
Pacote Recomendado |
Modelo |
Parâmetros Típicos |
Recursos |
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Interface USB 5V |
SMA |
SMAJ6.0CA |
VR = 5,5V VBR = 6,4V VC ≈ 10V |
Resposta rápida, baixa capacitância para linhas de dados |
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entrada de alimentação de 24V |
PMEs |
SMBJ24A |
VR = 24V VBR = 26,7V VC ≈ 38,9V |
Clamp de faixa intermediária, adequado para surto de entrada em DC |
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AC Industrial 220V |
SMC |
SMCJ70A |
VR = 70V VBR ≈ 78V VC ≈ 113V |
Alta capacidade de energia, ideal para proteção de redes AC e relés |
1. Proteção contra sobre-tensão: limita rapidamente picos de tensão (por exemplo, raios, transientes de comutação) para proteger dispositivos downstream.
2. Proteção contra ESD: reação ultra-rápida a descargas eletrostáticas em portas sensíveis como USB, HDMI, LAN, RS-485.
3. Imunidade a Surto: absorve correntes transitórias altas de surtos de energia em automação, redes elétricas ou sistemas de segurança.
4. Integridade da Linha de Sinal: Mantém a integridade dos dados em linhas de alta velocidade enquanto fornece proteção eficaz contra tensão.
Diodos TVS são componentes de resposta rápida e economicamente viáveis, essenciais para a proteção de circuitos. Com a seleção adequada de parâmetros e configuração específica para a aplicação, eles aumentam significativamente a confiabilidade do sistema sob condições de transiente e interferência eletromagnética.
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