瞬态电压抑制器的工作原理及使用方法

时间:2012-08-22来源:网络

(7)根据用途选用TVS的极性及封装结构。交流

电路选用双极性TVS较为合理;多线保护选用TVS阵列更为有利。

(8)温度考虑

瞬态电压抑制器可以在-55℃~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度下工作,由于其反向漏电流ID是随温度增加而增大;功耗随TVS结温增加而下降,从+25℃到+175℃,大约线性下降50%;击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。

4TVS与压敏电阻的比较

目前,国内不少需要进行浪涌保护的设备上仍然

使用的是压敏电阻。压敏电阻是一种金属氧化物变阻器,TVS比压敏电阻的性能优越得多,其性能比较列于表1。

表1TVS与压敏电阻性能比较

关键参数或极限值TVS压敏电阻
反应速度10-12s50×10-9s
是否老化
最高使用温度175℃115℃
器件极性单极性和双极性单极性
反向漏电流典型值5μA200μA
箝位因子VC/VBR不大于15最大可达7~8
封闭性质密封,不透气透气
价格较贵便宜

5TVS的命名

市场上能见到如下系列的TVS管:

SA系列—500W

P6KE,SMBJ系列—600W

1N5629~1N6389,1.5KE,LC,LCE系列—1500W

5KP系列—5000W

15KAP,15KP系列—15000W

其中尤以P6KE和15KE系列最为常见,它们的命名规则如下:

第一部分+第二部分+第三部分

第一部分……P6KE或15KE

第二部分……数字,代表最小击穿电压

第三部分……A或CA,A代表单向TVS管;CA代表双向TVS管

例如,P6KE200A为500W最小击穿电压约200V的单向TVS管。

6TVS的应用举例

如图3所示,为一典型的开关电源驱动电路。当功率开关管关断时,由于开关变压器线圈漏感的存在,会产生极高的反电势,有可能将功率开关管击穿。当在开关变压器一次侧并接上TVS管后,可以有效地吸收电压尖峰,保护功率开关管的安全,降低对功率开关管耐压的要求。TVS管的选择如下:

220V交流市电经整流滤波后变为高压直流供给开关变压器,此高压直流变化范围是240V~360V,而由于变压器漏感和引线电感的存在,关断过电压可以高达几千伏,功率开关管关断时难于同时承受这两种电压。综合考虑可以选用VWM等于200V左右的TVS,这样将关断过电压控制在300V以内,加上电源电压,功率开关管选用耐压为700V的管型即可。

下面估算一下TVS管的PM值:

TVS管所耗散的功率也就是电路杂散电感所存储的功率,故而转求杂散电感存储功率即可。

PM=PL=E/t=0.5LI2/t

杂散电感一般为几个μH,这里取5μH;

100W的开关电源原边平均电流I=P/U=100/240=0.417A,设占空比D为05,则最大电流=I/D=0.417/0.5=0.833A,取I=1A;

功率开关器件关断时间一般在几十纳秒,取t=10ns,于是有:

PM=0.5×5×10-6×12/10×10-9=250W,由于开关电源开关频率很高,达到了100kHz以上,考虑脉冲功率的累计,PM应成倍扩大,结合PM的标称值取600W。

因此可以选用200V/600W的TVS管。由于仅在开关管关断时产生单向过电压,故选用单向TVS即可,例如P6KE200A。

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关键词: 使用方法 原理 工作 抑制 电压

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