2選用TVS的注意事項
在選用TVS時,根據電路的具體情況,一般應考慮以下幾個主要因素:
首先,由于雙向TVS可以在正反兩個方向吸收瞬時大脈沖功率,并把電壓箝制到預定水平。因此,若電路有可能承受來自兩個方向的浪涌電壓沖擊時,應當選用雙向TVS。雙向TVS一般適用于交流電路,單向TVS一般用于直流電路。另外,箝位電壓Vc不大于被保護電路的最大允許安全電壓。
其次,就是最大峰值脈沖功耗PM必須大于電路中出現的最大瞬態浪涌功率。但是,在實際應用過程中,浪涌有可能重復地出現,在這種情況下,即使單個的脈沖能量比TVS器件可承受的脈沖能量要小得多,但是,如果重復施加,這些單個的脈沖能量積累起來,也可能在某些情況下超過TVS器件所能承受的脈沖能量。因此,在電路設計時,必須在這點上認真考慮并選用合適的TVS器件,以使其在規定的間隔時間內,重復施加脈沖能量的累積不至于超過TVS器件的脈沖能量額定值。
第三,在實際應用過程中,對最大反向工作電壓必須有正確的選取,一般原則是以交流電壓的1.4倍來選取TVS管的最大反向工作電壓。直流電壓則按1.1~1.2倍來選取TVS管的最高反向工作電壓。
3 TVS在電路設計中的典型應用
在實際的應用電路中,處理瞬時脈沖對器件損害的最好辦法,就是將瞬時電流從敏感器件引開。為達到這一目的,將TVS在線路板上與被保護線路并聯。這樣,當瞬時電壓超過電路正常工作電壓后,TNS將發生雪崩擊穿,從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路,其結果是瞬時電流通過TVS被引開,從而避開被保護器件,并且在電壓恢復正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。在此之后,當瞬時脈沖結束以后,TVS二極管再自動恢復至高阻狀態,整個回路進入正常電壓狀態。以下是TVS在電路應用中的幾個典型實例。
3.1 TVS在交流電路中的應用
圖1所示是一個雙向TVS在交流電路中的應用電路。應用TVS可以有效地抑制電網帶來的過載脈沖,從而起到保護整流橋及負載中所有元器件的作用。圖1中的TVS箝位電壓應不大于電路的最大允許電壓。
3.2用TVS保護直流穩壓電源
圖2是一個直流穩壓電源,在其穩壓輸出端加上TVS,可以保護使用該電源的儀器設備,同時還可以吸收電路中晶體管的集電極到發射極間的峰值電壓,從而保護晶體管。建議在每個穩壓源的輸出端增加一個TVS管,這樣可以大幅度地提高整機的可靠性。
3.3用TVS保護晶體管電路
各種瞬變電壓能使晶體管的EB結或CE結擊穿而損壞,特別是晶體管集電極有感性(線圈、變壓器、電動機)負載時,通常會產生高壓反電勢,因而可能使晶體管損壞。在實際應用中,建議采用TVS作為保護器件。圖3所示為TVS保護晶體管的四種電路實例。