Dióda TVS (Transient Voltage Suppression) je komponenta rýchlej ochrany obvodu navrhnutá na ochranu elektronických komponentov pred prenápotením, elektrostatickým vypálením a prechodovými prúdmi. Je široko používaná v systémoch USB, HDMI a priemyselných zdrojoch energie na poskytnutie efektívnej ochrany pred členením napätia.
Dióda TVS (Transient Voltage Suppressor) je komponent na rýchlu ochranu pred premeraným napätím. Chráni citlivé elektronické obvody pred dočasnými prepadmi napätia spôsobenými elektrostatickým vypálením (ESD), bleskovými prepadmi a prechody pri preklápovaní napätia. Diódy TVS fungujú na základe mechanizmu lavínovej prerušky a typicky reagujú menej ako za 1 nanosekundu, aby zatlačili nadbytok napätia na bezpečnú úroveň.
|
Anglický výraz |
Definícia |
Inžinierske poznámky |
|
Opačné odporové napätie (VR) |
Maximálne napätie, ktoré môže TVS dióda vydržať v neprvédom stave. |
Malo by byť o 10–15% vyššie ako systémové napätie, aby sa predišlo nesprávnemu spusteniu. |
|
Prechodové napätie (VBR) |
Napätie, pri ktorom diódka začína prevádzať pod testovacím prúdom (napr., 1mA). |
Malo presiahnuť VR, avšak zostať pod maximálnym tolerovaným napätím chránenej zariadenia. |
|
Uchopenkové napätie (VC) |
Maximálne napätie na dióde pri piku pulzového prúdu. |
Musí byť pod výdržnou nábojnosťou chránených komponentov. |
|
Maximálny pulzový prúd (IPP) |
Maximálny prechodový prúd, ktorý dióda môže vydržať počas prechodového javu. |
Vyberajte na základe očakávaných prechodových javov s bezpečnostným marginálom 1,5–2x. |
|
Maximálna pulzová výkonosť (PPP) |
Maximálna energia, ktorú dióda môže absorbovať v určitej pulze (napr. 10/1000μs). |
Vyššia výkonovosť je preferovaná v priemyselných prostrediah alebo v prípade silných prechodových javov. |
|
Obrátny pretečný prúd (IR) |
Malý pretečný prúd pri napätí VR. |
Nižší IR je lepší pre nízkoenergetické alebo presné systémy. |
|
Jukčná kapacita (Cj) |
Kapacita spôsobená vnútornou PN jukčnou diódy. |
Nízka kapacita (<5pF) je nevyhnutná pre vysokoškumné signálne linky ako USB, HDMI. |
|
Čas odozvy |
Čas od detekcie prenášanej prevýšenej napätia po vodivosti; typicky <1ns. |
Hlavná výhoda TVS oproti MOV/GDT v prostredí ESD/vysokoškumnych aplikácií. |
|
Typ balenia |
Fyzické formáty, ako sú SMA, SMB, SMC. |
Ovlivňuje disipáciu a hodnotu prepadu; napr. SMB pre 600–1500W, SOD323 pre mikro obvody. |
|
Balenie |
Maximálna výkonová hodnota (P_PP) |
Typické aplikácie |
Systémové napätie |
VR |
VBR |
VC |
Príkladové modely |
|
SMA |
400W |
Porty USB/HDMI/RS232, vstupy/výstupy MCU, malé spotrebiče |
5V/ |
5.5V/ |
6.2–7.5V/ |
10–18V |
SMBJ6.5CA,SMAJ12CA |
|
SMB |
600W |
Vstupné napätie, ovládače LED, meracie zariadenia |
12V/ |
13–26V |
16–28V |
24–40V |
SMBJ24A,SMBJ33A |
|
SMC |
1500W |
Průmyslové řízení, telekomunikační bazénové stanice, AC elektrické síť |
24V–48V/ |
26–56V |
30–60V |
38–80V |
SMCJ36A,SMCJ58A,SMCJ70A |
Pokyny pre zhodnotenie parametrov
• VR (Obrátna odporová napätie): Mala by byť o malé percento vyššia ako skutočné systémové napätie (typicky ×1.1~1.2).
• VBR (Prelomové napätie): Malo by sa pohybovať medzi systémovou toleranciou a práhovým napätím útlmu.
• VC (Napätie útlmu): Musí byť nižšie ako maximálne dovolené napätie chránených komponentov.
|
APLIKÁCIA |
Odporúčané balenie |
Model |
Typické parametre |
Vlastnosti |
|
USB 5V rozhranie |
SMA |
SMAJ6.0CA |
VR = 5,5 V VBR = 6,4 V VC ≈ 10V |
Rýchla odozva, nízka kapacita dátových link |
|
vstupný výkon 24 V |
SMB |
SMBJ24A |
VR = 24V VBR = 26.7V VC ≈ 38.9V |
Strednofrekvenčné záchytenie, vhodné pre prehmatávanie priamočiarovej vstupnej sieťe |
|
Priemyselné AC 220V |
SMC |
SMCJ70A |
VR = 70V VBR ≈ 78V VC ≈ 113V |
Vysoká kapacita energie, ideálna pre ochranu sieti AC a relé |
1. Ochrana pred prenápotením: Rýchlo obmedzuje prekázané napätia (napr. blesk, prechodové javy) na ochranu zařadení v dolnej časti systému.
2. Ochrana pred ESD: Úžasná reakcia na elektrostatické prekážky na citlivých portoch ako sú USB, HDMI, LAN, RS-485.
3. Odolnosť voči prechodovým javom: Absorbuje vysoké prechodové prúdy z prechodových javov v automatisácii, elektrických sieťach alebo bezpečnostných systémoch.
4. Integrity signálnych čiar: Udržiava integritu dát v vysokorýchlostných čiarkach pri zároveň poskytovaní efektívnej ochrany napätia.
Diody TVS sú ekonomické, rýchloreakčné komponenty, ktoré sú nevyhnutné pre ochranu obvodu. Správne vybratím parametrov a konfiguráciou podľa aplikácie významne zvyšujú spoľahlivosť systému pri prechodných javoch a elektromagnetickom rušení.
EN
