TVS瞬态电压抑制二极管原理参数详解

瞬态电压抑制二极管(TVS)又叫钳位二极管,是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率。 瞬态电压抑制二极管的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压钳制在预定水平,其响应时间仅为10-12毫秒,因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。 瞬态电压抑制二极管允许的正向浪涌电流在TA=250C,T=10ms条件下,可达50~200A。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压钳制到预定水平,双向TVS适用于交流电路,单向TVS一般用于直流电路。可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等,是一种理想的保护器件。耐受能力用瓦特(W)表示。 瞬态电压抑制二极管的主要电参数 (1)击穿电压V(BR) 器件在发生击穿的区域内,在规定的试验电流I(BR)下,测得器件两端的电压称为击穿电压,在此区域内,二极管成为低阻抗的通路。 (2)最大反向脉冲峰值电流IPP 在反向工作时,在规定的脉冲条件下,器件允许通过的最大脉冲峰值电流。 IPP与最大钳位电压VC(MAX)的乘积,就是瞬态脉冲功率的最大值。 使用时应正确选取TVS,使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。 瞬态电压抑制二极管的分类 瞬态电压抑制二极管可以按极性分为单极性和双极性两种,按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。如:各种交流电压保护器、 4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。若按封装及内部结构可分为:轴向引线二极管、双列直插TVS阵列(适用多线保护)、贴片式、组件式和大功率模块式等。 瞬态电压抑制二极管的应用 目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/ 直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表)、RS232/422/423/485、 I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。 瞬态电压抑制二极管的特点 (1)将TVS二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲,如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。 (2)静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲,并能持续10ms;而一般的TTL器件,遇到超过30ms的10V脉冲时,便会导至损坏。利用TVS二极管,可有效吸收会造成器件损坏的脉冲,并能消除由总线之间开关所引起的干扰(Crosstalk)。 (3)将TVS二极管放置在信号线及接地间,能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。 瞬态电压抑制二极管的选用技巧 (1)确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。 (2)TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。若选用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。串行连接分电压,并行连接分电流。 (3)TVS的最大钳位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。 (4)在规定的脉冲持续时间内,TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。在确定了最大钳位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。 (5)对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。 (6)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。 (7)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在一个变化的温度工作,由于其反向漏电流ID是随增加而增大;功耗随TVS 结温增加而下降,从+25℃~+175℃,大约线性下降50%雨击穿电压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。 处理瞬时脉冲对元件损害的最好办法是将瞬时电流从感应元件引开。TVS二极管在线路板上与被保护线路并联,当瞬时电压超过电路正常工作电压后,TVS二极管便产生雪崩,提供给瞬时电流一个超低电阻通路,其结果是瞬时电流透过二极管被引开,避开被保护元件,并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。当瞬时脉冲结束以后,TVS二极管自动回覆高阻状态,整个回路进入正常电压。许多元件在承受多次冲击后,其参数及性能会产生退化,而只要工作在限定范围内,二极管将不会产生损坏或退化。 从以上过程可以看出,在选择TVS二极管时,必须注意以下几个参数的选择: 1、最小击穿电压VBR和击穿电流I R 。 VBR是TVS最小的击穿电压,在25℃时,低于这个电压TVS是不会产生雪崩的。当TVS流过规定的1mA电流(IR )时,加于TVS两极的电压为其最小击穿电压V BR 。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说,V WM =0.85VBR;对于10%的VBR来说,V WM =0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准,TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击,部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的可携设备应用,设计者可以依需要挑选元件。 2、最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。 VWM是二极管在正常状态时可承受的电压,此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压,否则二极管会不断截止回路电压;但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近,这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向切断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向切断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。 3、最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP 。当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两端出现的最大峰值电压为VC。 V C 、IPP反映了TVS的突波抑制能力。 VC与VBR之比称为钳位因子,一般在1.2~1.4之间。 VC是二极管在截止状态提供的电压,也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被保护回路的可承受极限电压,否则元件面临被损伤的危险。 4、Pppm额定脉冲功率,这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备,一般来说500W的TVS就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在特定的最大钳位电压下,功耗PM越大,其突波电流的承受能力越大。在特定的功耗PM下,钳位电压VC越低,其突波电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且,TVS所能承受的瞬态脉冲是不重覆的,元件规定的脉冲重覆频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重覆性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。 5、电容器量C。电容器量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。 C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使讯号衰减。因此,C是数据介面电路选用TVS的重要参数。电容器对于数据/讯号频率越高的回路,二极管的电容器对电路的干扰越大,形成噪音或衰减讯号强度,因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。高频回路一般选择电容器应尽量小(如 LCTVS、低电容器TVS,电容器不大于3pF),而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。 瞬态电压抑制二极管特性曲线: 说明:VBR:崩溃电压@IT- TVS瞬间变为低阻抗的点VRWM:维持电压-在此阶段TVS为不导通之状态VC:钳制电压@Ipp -钳制电压约略等于1.3*VBRVF:正向导通电压@IF -正向压降IR:逆向漏电流@VRWMIT:崩溃电压之测试电流IPP:突波峰值电流IF:正向导通电流欢迎与音特技术工程师探讨以及申请免费样品!

192019.08
新生产线,产能大量增加

2019年08月16日,经过公司内外部专家评审,产品可靠性信赖测试等一系列验证,安徽新工厂正式投入高品质品产品的生产!感谢汽车行业专家,工控行业专家;同时感谢音特工厂的全体同仁的努力!

152019.08
瞬态抑制二极管TVS的分类方式

瞬态抑制二极管TVS Transient Voltage Suppressors作为电子电路过压保护器件,越来越被电子设计工程师接受与应用。但是你知道TVS有哪些分类方式吗? 1、系列名+功率目前最常见的TVS分类方式,就是以系列名+功率的方式来划分。如音特电子的TVS产品系列,有: SMF 200W 、SMAJ 400W、SMBJ 600W、P6SMB 600W、P8SMB 800W、1.0SMB 1000W、SMCJ 1500W、SMDJ 3000W、5.0SMDJ-H Series 5000W、SM8 6600W、SA 500W、P6KE 600W、1.5KE 1500W、3KP 3000W、5KP 5000W、15KP 15000W等系列TVS。 2、封装 电子工程师在应用TVS时,经常要查找对应封装的TVS。音特电子TVS及TVS ARRAY(ESD)产品的封装主要有: 按封装分类(SMD、THT) SMA/DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO-214AB、SMF/SOD-123FL、SM8/DO-218AB、P-600、DO-15、DO-27、SOD-323\523\723\882\923、DFN、SO-8、SOT23\SOT23-6L、SOT143\353\363\553\563、0402\0603\0805\1206\1812\2018\2920等 并且可以根据客户需要进行定制封装并测试。 3、电压、电流 从以上TVS特性参数可以知,TVS有VR,VBR,VC三个电压参数,以及IR、IT、IPP三个电流参数。音特电子TVS电压从3.3V~400V,电子工程师在TVS选型时,根据相关参数进行选择。或 与音特技术工程师探讨.4、极性按TVS极性分,可分为单向和双向TVS。音特电子TVS单向一般命名类似有:SMFxxxA,双向命名类似于:SMFxxxCA。5、其他 其他分类方式 如测试标准或测试波形、制造工艺、材料、包装方式、引脚个数、颜色、工作温度等等。 欢迎联系音特电子技术工程师辅助选型,并申请TVS免费样品!

132019.07
音特公司内部加强专业知识培训

公司增加竞争力,全方位提高全体同事对国际多变的市场变化应变能力;从专业知识、业务能力,从企业内外培训提升全体同仁。 可靠性标准术语: 产品 item 修理的产品repaired item 不修理的产品 non-repaired item服务service 规定功能 required function 时刻 instant of time时间区间time interval 持续时间time duration累积时间accumulated time 量度measure工作operation 修改modification (of an item)效能effectiveness 固有能力capability耐久性durability 可靠性reliability维修性maintainability 维修保障性 maintenance support performance可用性availability 可信性dependability失效failure 致命失效critical failure非致命失效non-critical failure 误用失效misuse failure误操作失效mishandling failure 弱质失效weakness failure设计失效design failure 制造失效manufacture failure老化失效;耗损失效ageing failure; wear-out failure突然失效sudden failure 渐变失效;漂移失效gradual failure; drift failure灾变失效cataleptic failure 关联失效relevant failure 非关联失效non-relevant failure 独立失效primary failure从属失效secondary failure 失效原因failure cause失效机理failure mechanism 系统性失效;重复性失效systematic failure; reproducible failure; repeat failure 完全失效complete failure 退化失效degradation failure部分失效partial failure 故障fault致命故障critical fault 非致命故障non-critical fault重要故障major fault 次要故障minor fault误用故障misuse fault 误操作故障mishandling fault弱质故障weakness fault 设计故障design fault制造故障manufacturing fault 老化故障;耗损故障ageing fault; wear-out fault程序敏感故障programme-sensitive fault 数据敏感故障data-sensitive fault完全故障;功能阻碍故障complete fault; function-preventing fault部分故障partial fault 持久故障persistent fault间歇故障intermittent fault 确定性故障determinate fault非确定性故障indeterminate fault 潜在故障latent fault系统性故障systematic fault 故障模式fault mode故障产品faulty item 差错error失误mistake 工作状态operating state不工作状态non-operating state 待命状态standby state闲置状态;空闲状态idle state; free state 不能工作状态disable state; outage外因不能工作状态external disabled state 不可用状态;内因不能工作状态down state; internal disabled state可用状态up time 忙碌状态busy state致命状态critical state 维修maintenance维修准则maintenance philosophy 维修方针maintenance policy维修作业线maintenance echelon; line of maintenance维修约定级indenture level (for maintenance) 维修等级level of maintenance预防性维修 preventive maintenance 修复性维修 corrective maintenance受控维修 controlled maintenance 计划性维修 scheduled maintenance非计划性维修 unscheduled maintenance 现场维修 on-site maintenance; in sits maintenance; field maintenance非现场维修 off-site maintenance 遥控维修 remote maintenance自动维修 automatic maintenance 逾期维修 deferred maintenance基本的维修作业 elementary maintenance activity 维修工作 maintenance action; maintenance task修理 repair 故障识别 fault recognition故障定位 fault localization 故障诊断 fault diagnosis故障修复 fault correction 功能核查 function check-out恢复 restoration; recovery 监测 supervision; monitoring维修的实体 maintenance entity 影响功能的维修 function-affecting maintenance妨碍功能的维修 function-preventing maintenance减弱功能的维修 function-degrading maintenance不影响功能的维修 function-permitting maintenance维修时间 maintenance time维修人时 MMH; maintenance man-hour 实际维修时间 active maintenance time预防性维修时间 preventive maintenance time 修复性维修时间 corrective maintenance time实际的预防性维修时间 active preventive maintenance time实际的修复性维修时间 active corrective maintenance time未检出故障时间 undetected fault time 管理延迟(对于修复性维修) administrative delay后勤延迟 logistic delay 故障修复时间 fault correction time技术延迟 technical delay 核查时间 check-out time故障诊断时间 fault diagnosis time 故障定位时间 fault localization time修理时间 repair time 工作时间 operating time不工作时间 non-operating time 需求时间 required time无需求时间 non-required time 待命时间 standby time闲置时间 idle time; free time 不能工作时间 disabled time不可用时间 down time 累积不可用时间 accumulated down time外因不能工作时间 external disabled time; external loss time 可用时间 up time首次失效前时间 time to first failure 失效前时间 time to failure失效间隔时间 time between failures 失效间工作时间 operating time between failures恢复前时间 time to restoration; time to recovery 使用寿命 useful life早期失效期 early failure period 恒定失效密度期 constant failure intensity period恒定失效率期 constant failure rate period 耗损失效期 wear-out failure period瞬时可用度 instantaneous availability 瞬时不可用度 instantaneous unavailability平均可用度 mean availability 平均不可用度 mean unavailability 渐近可用度 asymptotic availability 稳态可用度 steady-state availability渐近不可用度 asymptotic unavailability 稳态不可用度 steady-state unavailability渐近平均可用度 asymptotic mean availability 渐近平均不可用度 asymptotic mean unavailability平均可用时间 mean up time 平均累积不可用时间 mean accumulated down time可靠度 reliability 瞬时失效率 instantaneous failure rate平均失效率 mean failure rate 瞬时失效密度 instantaneous failure intensity平均失效密度 mean failure intensity 平均首次失效前时间 MTTFF; mean time to first failure平均失效前时间 MTTF; mean time to failure 平均失效间隔时间 MTBF; mean time between failures平均失效间工作时间 MOTBF; mean operating time between failure 失效率加速系数 failure rate acceleration factor失效密度加速系数 failure intensity acceleration factor 维修度 maintainability瞬时修复率 instantaneous repair rate 平均修复率 mean repair rate平均维修人时 mean maintenance man-hour 平均不可用时间 MDT; mean down time平均修理时间 MRT; mean repair time P-分位修理时间 P-fractile repair time平均实际修复性维修时间 mean active corrective maintenance time平均恢复前时间 MTTR; mean time to restoration故障识别比 fault coverage 修复比 repair coverage平均管理延迟 MAD; mean administrative delay P-分位管理延迟 P-fractile administrative delay平均后勤延迟 MLD; mean logistic delay P-分位后勤延迟 P-fractile logistic delay验证试验 compliance test 测定试验 determination test实验室试验 laboratory test 现场试验 field test耐久性试验 endurance test 加速试验 accelerated test步进应力试验 step stress test 筛选试验 screening test时间加速系数 time acceleration factor 维修性检验 maintainability verification维修性验证 maintainability demonstration 观测数据 observed data试验数据 test data 现场数据 field data基准数据 reference data 冗余 redundancy工作冗余 active redundancy 备用冗余 standby redundancy失效安全 fail safe 故障裕度 fault tolerance故障掩盖 fault masking 预计 prediction可靠性模型 reliability model 可靠性预计 reliability prediction可靠性分配 reliability allocation; reliability apportionment 故障模式与影响分析 FMEA; fault modes and effects analysis故障模式影响与危害度分析 FMECA; fault modes, effects and criticality analysis故障树分析 FTA; fault tree analysis 应力分析 stress analysis可靠性框图 reliability block diagram 故障树 fault tree状态转移图 state-transition diagram 应力模型 stress model故障分析 fault analysis 失效分析 failure analysis维修性模型 maintainability model 维修性预计 maintainability prediction维修树 maintenance tree 维修性分配 maintainability allocation; maintainability apportionment老练 burn in 可靠性增长 reliability growth可靠性改进 reliability improvement 可靠性和维修性管理 reliability and maintainability management可靠性和维修性保证 reliability and maintainability assurance 可靠性和维修性控制 reliability and maintainability control可靠性和维修性大纲 reliability and maintainability programme 可靠性和维修性计划 reliability and maintainability plan可靠性和维修性审计 reliability and maintainability audit 可靠性和维修性监察 reliability and maintainability surveillance设计评审 design review 真实的 true预计的 predicted 外推的 extrapolated估计的 estimated 固有的 intrinsic; inherent使用的 operational 平均的 meanP-分位 P-fractile瞬时的 instantaneous

032019.07
音特电子参加2019中国(成都)电子信息博览会

我司参加2019中国(成都)电子信息博览会,展期:2019-07月11日~13日,展位号:4C254,欢迎广大新老客户莅临指导!

222019.06
音特公司大量实用的应用方案已正式公开

为了将音特公司十几年来的应用方案、验证数据尽可能的分享给大家;经过音特电子技术研究院严新发院长牵头的精心整理,正式分类;对外公开,欢迎指正! 通讯接口传输速率与电容值的关系 通讯电路的保护标准 低压直流保护方案与测试 USB2.0保护方案USB3.0保护方案汽车电子保护方案设计参考汽车电子保护器件应用对照 接下来陆续完善,希望大家一起交流。

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