TVS是什么?
TVS的英文全称是Transientoltagesssors,翻译成中文即瞬态电压抑制二极管。换句话说,TVS是为了抑制瞬态电压,今天我们将分析什么是瞬态电压。
瞬态电压干扰源分为可重复干扰源和非可重复干扰源。重复干扰源通常来自电机、发电机和反馈电路元件。闪电和静电通常是非重复干扰源。
分析瞬态电压干扰源的特性。
下表是瞬态电压干扰源的各种特征表,即闪电、感性负载开关、电磁脉冲、静电。
干扰源特性
闪电引起的瞬态电压干扰上升时间在1.2us-10us之间,持续时间为50us-1ms。闪电引起的瞬态电压干扰有两种机制。第一种是直接作用:即闪电直接基于外部电路,然后通过接地电阻或外部电路阻抗注入大电流,产生瞬态电压。第二种是间接作用:当闪电发生时,感知空气和地下电缆上的电压尖峰。
闪电产生的瞬态电压干扰波形图
ESD上升时间小于1ns,持续时间约为100ns。所以,ESD和雷击引起的干扰特性是不同的。由于ESD引起的电压瞬变干扰频率较高,雷击干扰的上升时间为微秒级,ESD干扰为纳秒级。在选择TVS时,还应注意干扰源的频率和电流特性。
ESD产生的瞬态电压干扰波形图
感性负载开关,如发电机、电动机、继电器和变压器开关时,也会产生瞬态电压干扰。可以看出,感性负载开关产生的瞬态电压干扰上升时间为毫秒,频率较低,电压相对较小。因此,我们可以使用RC或压敏来处理这种干扰。当然,TVS会有更好的效果,但成本会更高。需要提前用示波器测试干扰源的波形。只有了解干扰源的特性,才能对症下药,选择合适的器件。
感性负载开关产生的瞬态电压干扰
瞬态电压抑制装置主要包括气体放电管、压敏电阻、晶闸管、TVS二极管和滤波器电路。下表明确了这些设备的特点、优缺点。压敏电阻、TVS和滤波器电路被广泛使用。大家可以自行翻译来深入了解一下,这里就不一一赘述了。