I. Wprowadzenie do TVS
Diody tłumiące napięcie przejściowe (TVS) to urządzenia zabezpieczające, które są zwykle stosowane w obwodach zasilających w celu zapewnienia odporności na wyładowania elektrostatyczne (ESD) i skoki napięcia.
Typowym sposobem radzenia sobie z przepięciami w obwodzie jest połączenie tych urządzeń zabezpieczających równolegle z obwodem zasilającym, aby mogły chronić system w przypadku skoku napięcia. W normalnych warunkach napięciowych dioda TVS działa tak, jakby była w obwodzie otwartym. Gdy normalne napięcie zostanie przekroczone, złącze diodowe TVS przewodzi, powodując odwrócenie przepięcia z obwodu bezpieczeństwa, a następnie przepływ prądu przez diodę zaciskową.
Diody tłumiące napięcia przejściowe są stosowane głównie do ochrony półprzewodników w obwodach i czułych urządzeniach, ale także do ochrony wtórnych obwodów zasilających i sygnałowych.
Ze względu na szybkość reakcji, precyzyjne napięcie, niskie napięcie zacisku i wiele innych zalet, diody TVS nadają się do ochrony urządzeń w niezwykle ważnych obszarach, takich jak lotnictwo, obronność, medycyna i telekomunikacja.
II.Trzy główne zastosowania TVS w układach złożonych
Diody TVS zapewniają ochronę obwodów o szerokim zakresie różnych prądów znamionowych, a ich zdolność zabezpieczania wzrasta wraz z powierzchnią złącza, ułatwiając pochłanianie wyższych prądów przejściowych. Są specjalnie zaprojektowane do tłumienia przejściowych napięć o różnych prądach. Oprócz tej korzyści, powinieneś również rozważyć wybór półprzewodników TVS do ochrony złożonych obwodów.
1. Zdolność do ochrony układów obwodów przed przepięciami i przetężeniami
Diody TVS działają konsekwentnie, chroniąc obwód przed ciepłem podczas pracy. Zmniejszając wszelkie przejściowe napięcia robocze półprzewodników i układów scalonych, diody pomagają zmniejszyć ilość generowanego ciepła i wydłużyć żywotność obwodu. Zdarzenia przepięciowe (np. skoki napięcia) mogą wystąpić, gdy napięcie w obwodzie jest wyższe niż dopuszczalny zakres projektowy, powodując przepięcia i znaczne uszkodzenie urządzenia. W takich przypadkach diody TVS działają przede wszystkim jako zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, zapobiegające uszkodzeniu elementów elektronicznych i wyładowaniom elektronicznym.
2. Stosowane są jako zaciski napięciowe w celu ograniczenia przejściowych przepięć
Diody TVS ograniczają napięcia przejściowe w celu zmniejszenia amplitudy stanów nieustalonych w układach obwodów. Jako urządzenie zaciskające, które ogranicza napięcie do ustalonego poziomu, dioda zaciskająca zaczyna zaciskać, gdy tylko prądowe napięcie progowe wzrośnie powyżej ustawionej granicy. Dioda pochłania nadmiar napięcia w celu ochrony obwodu, a gdy indukowane napięcie przekracza napięcie przebicia lawinowego, dioda TVS pochłania nadmiar energii przepięcia. Gdy przepięcie spadnie do normy lub poniżej ustawionego progu napięcia, dioda powróci do stanu nieprzewodzenia.
3. Podnoszenie amplitudy do najbardziej kontrolowanego poziomu
Urządzenia zabezpieczające muszą działać szybko, aby kontrolować prąd i napięcie w obwodzie. Półprzewodniki TVS reagują bardzo szybko na bodźce, aby kontrolować amplitudę. Powodem tego jest to, że są to diody półprzewodnikowe, które pochłaniają nagłe lub przejściowe skutki przepięć, regulując amplitudę i doprowadzając ją do bezpiecznego poziomu. Zapewniają szeroką ochronę w bezpiecznym obszarze roboczym, zapewniając szybką ochronę przed nadmiernymi napięciami i prądami. Diody te są niezbędnym elementem podstawowych urządzeń zabezpieczających elementy półprzewodnikowe w celu ograniczenia amplitudy i ochrony obwodu.
Podczas gdy niezawodna ochrona obwodów w środowiskach charakteryzujących się obecnością interfejsów wymienianych podczas pracy i wyładowaniami atmosferycznymi jest niezbędna, ochronę przed przepięciami najlepiej osiągnąć stosując półprzewodniki TVS w celu ograniczenia przepięć do chronionego poziomu na wejściu systemu obwodów. Ważne jest, aby wybrać odpowiednie urządzenie TVS do danej aplikacji elektrycznej. Użytkownik lub inżynier elektryk musi dokładnie zapoznać się z różnymi funkcjami oferowanymi przez określony typ urządzenia do pomiaru napięcia przejściowego. Staranny dobór urządzenia może pomóc w zwiększeniu funkcjonalności urządzenia zabezpieczającego.
