Transient-spänningsdämpande diod

TVS diod
	STMicroelectronics Transil TVS-enheter
Typ	Passiv
<a i=1>Arbetsprincip ‍	lavinhaveri
Elektronisk symbol

En transient-voltage-suppression ( TVS ) diod , även transil eller tyrector , är en elektronisk komponent som används för att skydda elektronik från spänningsspikar som induceras på anslutna ledningar.

Beskrivning

Enheten fungerar genom att shunta överskottsström när den inducerade spänningen överstiger lavinbrytningspotentialen . Det är en klämanordning som dämpar alla överspänningar över dess genomslagsspänning. Den återställs automatiskt när överspänningen försvinner, men absorberar mycket mer av den transienta energin internt än en kofotsenhet med liknande klassificering .

Jämförelse av TVS-komponenter
Komponenttyp _	Skyddstid _	Skyddsspänning _	Kraftförlust _	Pålitlig prestanda	Förväntat liv	Övriga överväganden
Gasurladdningsrör	> 1 μs	60–100 V	Ingen	Nej	Begränsad	Endast 50−2500 överspänningar. Kan korta kraftledning.
MOV	10−20 ns	> 300 V	Ingen	Nej	Försämrar	Fusning krävs. Försämrar. För hög spänningsnivå.
Avalanche TVS	50 ps	3–400 V	Låg	Ja	Lång	Låg effektförlust. Dubbelriktad också tillgänglig.
Thyristor TVS	< 3 ns	30–400 V	Ingen	Ja	Lång	Hög kapacitans. Temperaturkänslig.

En transient-spänningsdämpningsdiod kan vara antingen enkelriktad eller dubbelriktad. En enkelriktad enhet fungerar som en likriktare i framåtriktningen som vilken annan lavindiod som helst, men är gjord och testad för att hantera mycket stora toppströmmar.

En dubbelriktad transient-spänningsdämpningsdiod kan representeras av två inbördes motsatta lavindioder i serie med varandra och kopplade parallellt med den krets som ska skyddas. Även om denna representation är schematiskt korrekt, tillverkas nu enheterna fysiskt som en enda komponent.

En transient-spänningsdämpande diod kan reagera på överspänningar snabbare än andra vanliga överspänningsskyddskomponenter som varistorer eller gasurladdningsrör . Själva fastspänningen sker på ungefär en pikosekund , men i en praktisk krets sätter induktansen hos ledningarna som leder till enheten en högre gräns. Detta gör transient-spänningsdämpande dioder användbara för skydd mot mycket snabba och ofta skadliga spänningstransienter. Dessa snabba överspänningstransienter finns på alla distributionsnät och kan orsakas av antingen interna eller externa händelser, såsom blixtnedslag eller motorbågsbildning.

TVS-diod som array

Transientspänningsdämpare kommer att misslyckas om de utsätts för spänningar eller förhållanden utöver de som den specifika produkten är designad för att klara. Det finns tre nyckellägen där TVS kommer att misslyckas: kort, öppen och degraderad enhet.

TVS-dioder kallas ibland transorbs, från Vishay- varumärket TransZorb .

Kombinerad TVS och rail-to-rail diod (enkelriktad)

Karakterisering

En TVS-diod kännetecknas av:

Läckström : mängden ström som leds när spänningen appliceras är under den maximala omvända avståndsspänningen.
Maximal omvänd avståndsspänning: den spänning under vilken ingen signifikant ledning inträffar.
Genombrottsspänning : den spänning vid vilken viss specificerad och signifikant ledning uppstår.
Spännspänning: den spänning vid vilken enheten kommer att leda sin fulla märkström (hundratals till tusentals ampere ).
Parasitisk kapacitans : Den icke-ledande dioden beter sig som en kondensator , som kan förvränga och korrumpera höghastighetssignaler. Lägre kapacitans är i allmänhet att föredra.
Parasitisk induktans : Eftersom den faktiska överspänningsväxlingen är så snabb, är paketinduktansen den begränsande faktorn för svarshastighet.
Mängd energi som den kan absorbera: Eftersom transienterna är så korta lagras all energi initialt internt som värme; en kylfläns påverkar bara tiden att svalna efteråt. En högenergi-TV måste alltså vara fysiskt stor. Om denna kapacitet är för liten kommer överspänningen möjligen att förstöra enheten och lämna kretsen oskyddad.

Se även

Vidare läsning

TVS/Zener-teori och designöverväganden ; ON halvledare; 127 sidor; 2005; HBD854/D. (Gratis nedladdning av PDF)

externa länkar