Ovaj tehnički članak detaljno analizira mehanizme primene i logiku izbora TVS dioda u okruženjima brzih signala, energetskih interfejsa i industrijskih prenapona, obuhvatajući tipične kućišta i buduće trendove razvoja.
I. ESD i prenapon: Nevidljive pretnje u digitalnim sistemima
U visokofrekventnoj digitalnoj elektronici i sistemima za upravljanje energijom, elektrostatički pražnjenje (ESD) i prelazni prenaponi – izazvani munjama, induktivnim prekidanjem ili anomalijama u mreži – predstavljaju značajne pretnje koje se često zanemaruju. Posebno kod interfejsa poput USB, HDMI, CAN i Etherneta, naponski vrhovi trajanja u milisekundama mogu trajno oštetiti I/O portove, izazvati kvar glavnih kontrolera ili prisiliti na neočekivano ponovno pokretanje sistema.
Dioda za uklanjanje prelaznih prenapona (TVS), dizajnirana za ublažavanje ESD-a i prenapona, ima vreme reakcije manje od nanosekunde (<1 ns), niski napon zakočenja i visoku apsorpciju energije prelaznih stanja, što ih čini nezamenljivim u projektovanju otpornih interfejsa.
II. Принцип рада и модел понашања TVS диода
TVS диоде раде на принципу пробоја и ограничења. Када улазни напон премаши ниво пробоја (V БР ) диода прелази у режим проводне ниске импеданце, преусмеравајући прелазну струју на масу док напон држи на безбедном нивоу (V Стезаљка ).
TVS диоду може се моделовати као кондензатор у паралели са компонентом попут Зенер диоде, што обезбеђује ултра брзи одговор и издржава високе импулсне струје (I PP у десетинама ампера).
III. Типичне примене и разматрања у пројектовању кола
За линије високе брзине преноса, TVS диоде морају имати изузетно малу капацитивност чвора (C Ј <1pF) како би се избегло погоршање сигнала. Неопходно је изабрати моделе TVS диода са малом капацитивношћу и поставити их близу конектора.
На улазним ступњевима наизменичног струјања — на пример, у индустријским PLC-овима, аутомобилским ECU-има или дроновима ESC-овима — TVS диоде делују као апсорбери пренапона у паралели са улазним шинама, способни да ограниче импулсе у складу са стандардима ISO 7637 или IEC 61000.
Када се искључују индуктивни потрошачи као што су мотори, релеји или калемови, TVS диоде апсорбују високи негативни напон који настаје, чиме се штите транзистори у колима (MOSFET/IGBT) од пробоја у лавинском режиму.
IV. Кључни параметри за избор и опције паковања
| Parametar | Препоручена вредност/опсег |
| V RWM (максимални радни напон) | Треба да буде 10–20% виши од нормалног радног напона |
| V БР (напон пробоја) | Треба да буде нижи од издржљивог напона уређаја који се штити |
| V Стезаљка (напон кламповања) | Што нижи, то боље, како би се избегао удар пренапона |
| Ја сам PP (максимална импулсна струја) | Према стандардном тесту (као што је 8/20μs) |
| C Ј (капацитивност чвора) | Препорука за брзе сигнале <1пF |
| Vrsta ambalaže |
SOD-323, SOT-23, SMA, SMB, итд. |
VI. Идће трендови и путања интеграције
Паковање низа: Вишеканали TVS низови за USB/HDMI уређаје за компактну заштиту;
Биполарни уређаји: Погодни за AC сигнале или биполарне комуникационе портове;
Уграђена интеграција: Уграђени унутар ИЦ пакета за уштеду места на штампаној плочи;
TVS модули високе снаге: Индустријски модули за заштиту од пренапона у разводним кабинама или железничким системима.
TVS диоде | Заштита од електростатичких пренапона | Заштита интерфејса са брзим сигналима од ЕСД
EN
