Дізнайтеся, як працюють діоди TVS, їх важливість у захисті чутливих електронних компонентів від імпульсів електростатичного розряду, а також як правильно їх вибирати й оптимізувати для розташування на друкованій платі. Ознайомтеся з ключовими факторами, такими як напруга пробою, напруга затиску та оптимальне розташування для підвищеного захисту.
Для інженерів захист від перенапруги – це не просто вибір правильного силового модуля чи відключення кабелів. Це передбачає розміщення компонентів захисту від перехідних процесів у розташуванні друкованої плати та застосування чітких стратегій заземлення. Діоди TVS є поширеними компонентами, які використовуються для захисту частин друкованої плати, зокрема ліній передачі даних. Після отримання імпульсу електростатичного розряду вони перенаправляють струм від захищених компонентів. Важливо, щоб розташування на друкованій платі забезпечувало оптимальний захист від перенапруг, щоб запобігти пошкодженню та підтримувати належне функціонування пристрою.
TVS-діод в основному використовується для захисту обладнання від перехідних процесів, зокрема спалахів, пов'язаних з електростатичним розрядом. TVS-діоди часто плутають з Зенерівським або Діоди Шотткі , але вони відрізняються. Складаючись з напівпровідникового р-n переходу, TVS-діод проводить струм під час піків перехідної напруги. У нормальних умовах він залишається з високим опором із мінімальним струмом витоку. Як тільки перехідна напруга перевищує поріг пробою, відбувається лавинний пробій, що дозволяє струму проходити через діод, таким чином перенаправляючи надлишковий струм від чутливих компонентів.
Діоди TVS надзвичайно швидко реагують, часто у пікосекундному діапазоні, що робить їх дуже ефективними для обробки швидких імпульсів ЕСР із швидким наростанням.
Усі діоди TVS працюють аналогічно: коли виникає короткочасний стрибок напруги, він швидко перевищує напругу зворотного пробою діода, викликаючи його провідність. Однак, не всі діоди TVS однакові, і вибір неправильного захисту може призвести до неефективного захисту від перехідних процесів. Обираючи діод TVS, враховуйте такі ключові параметри:
Напруга зворотного пробою (VB): Напруга, при якій діод TVS починає проводити струм.
Напруга фіксації (VC): Напруга, при якій діод TVS суттєво проводить струм і обмежує перехідний процес. Нижча напруга фіксації забезпечує кращий захист.
Робоча напруга зворотного зміщення (VWM): Максимальна напруга зворотного зміщення, при якій діод TVS залишається непровідним, маючи високий опір і мінімальний струм витоку.
Пікова імпульсна потужність (ПІП): Кількість енергії, яку TVS-діод може безпечно розсіяти під час перехідного процесу.
Принцип роботи TVS-діода досить простий: коли коло отримує імпульс електростатичного розряду (ESD), напруга швидко перевищує зворотну напругу пробою діода. Відкриті провідники, такі як ті, що підключені до зовнішніх з'єднувачів, схильні до ЕСД імпульсів. Якщо ці провідники передають сигнали до компонентів, імпульс ESD може передати високу напругу/струм на компонент, що може викликати його пошкодження.
У присутності TVS-діода імпульс відводиться через діод, який забезпечує шлях з низьким опором до заземлення. Зазвичай, анод підключений до землі, що дозволяє імпульсу ESD розрядитися на площину заземлення, за умови наявності шляху з низьким опором до заземлення.
TVS-діоди бувають двох типів: двонаправлені та односторонні, які виконують різні функції:
Двонаправлені діоди TVS використовуються, коли коло передає як додатні, так і від'ємні сигнали, наприклад, у диференційних парах або двонаправлених аналогових колах з осциляціями. Ці діоди забезпечують комплексний захист від електростатичного розряду, включаючи захист під час замикань на землю.
Односторонні діоди TVS забезпечують захист, коли задіяний лише один полярність. Хоча ці діоди забезпечують захист типових кіл, під час замикань на землю окремі компоненти можуть піддаватися впливу деякої напруги.
Крім вибору правильного діода TVS, ефективність захисту значною мірою залежить від розташування на друкованій платі. Наступні рекомендації допоможуть забезпечити оптимальну роботу діодів TVS:
Розташування: діоди TVS слід розміщувати поблизу відкритих провідників, які можуть піддаватися впливу електростатичного розряду, таких як з'єднувачі або відкриті сигнальні лінії. Мінімізація довжини слідів між діодом TVS і відкритими провідниками зменшує паразитну індуктивність і покращує швидкодію.
Заземлення: Ідеалом є, щоб діоди TVS були підключені до окремої від захищеного компонента заземлюючої площини. Якщо це неможливо, підключіть до шасі через провідники до металевих елементів, таких як гвинти чи отвори для кріплення. Низькоомне заземлення є обов’язковим для швидкого розсіювання перехідної енергії.
Виключення пасивного екранування: Деякі компоненти, такі як екрановані з’єднувачі, створені для запобігання ЕСР та перешкод. Їх слід використовувати разом із діодами TVS для забезпечення повного захисту. Екран з’єднувача має бути заземлений безпосередньо до шасі або заземлюючої площини для забезпечення шляху з низьким опором для перехідного струму.
Дотримуючись цих рекомендацій, діоди TVS можна оптимально використовувати для ефективного захисту від перенапруг та ЕСР у схемотехнічних рішеннях.
Діодний захист TVS | Поради щодо розташування PCB | Захист від електростатичного розряду | Захист від перенапруги | Застосування діода TVS | Захист електронних компонентів | Розташування діода TVS | Проектування захисту від перенапруги | Захист компонентів PCB | Напруга пробою діода TVS
EN
