詳解TVS管在保護電路中的應用

2020-11-22 電子產品世界

　　在實際的電路中，如圖所示，在DC input的時候，有時由於供電環境的變化會帶來一些瞬時脈衝。而要消除瞬時脈衝對器件損害的最好辦法，就是將瞬時電流從敏感器件引到地，一般具體做法是將TVS在線路板上與被保護線路並聯。這樣，當瞬時電壓超過電路正常工作電壓後，TVS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被短路到GND，從而避開被保護器件，並且在電壓恢復正常值之前使被保護迴路一直保持截止電壓。而當瞬時脈衝結束以後，TVS二極體再自動恢復至高阻狀態，整個迴路又回到正常電壓狀態。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201604/289789.htm

　　  

 

　　典型的電路拓撲

　　本文主要講述通過在熱插拔電路保護和汽車電源線保護中典型應用電路的實例，詳細探討如何正確應用TVS管SMBJ5.0CA和如何使其應用效果達到最佳。SMBJ5.0CA具有15KV空氣放電和30KV接觸放電的ESD防護等級，小於1ps的響應速率、600w的10/1000us、duty小於0.01%的尖峰能量浪湧能量容量，並且反向工作電壓為5V，65A下的鉗位電壓為9V，這些主要的電氣特性使其非常適合在接口保護中。

　　在智能儀表行業裡一般採用RS-485通訊。下圖所示為RS-485通訊接口的典型應用。在保護RS-485接口不被靜電或者浪湧損壞通常用SMBJ5.0CA來做接口保護如下圖3所示，當靜電或者浪湧電壓高於5V時，SMBJ5.0CA會開始動作，將電壓鉗位在很低的位置，如果電流超過了峰值電流IPP話，最終電壓會被鉗位在9V左右，從而保護了後一級的器件不被損壞。

　　  

 

　　RS-485接口保護電路

　　集成運放對外界電應力非常敏感。因此，在使用運放的過程中，如果因操作失誤或採取了不正常的工作條件，往往會出現過大的電壓或電流，特別是浪湧和靜電脈衝，從而很容易使運放受損或失效。5V輸出的直流穩壓電源，在其穩壓輸出端加上SMBJ5.0CA，可以保護使用該電源的儀器設備，同時還可以吸收電路中電晶體的集電極到發射極間的峰值電壓，從而保護電晶體。因此建議在每個穩壓源的輸出端增加一個SMBJ5.0CA管，這樣可以大幅度地提高整機的可靠性。

　　  

 

　　運放的輸出級保護

　　  

 

　　直流穩壓電源的輸出級保護

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  • 一文看懂TVS的電路保護機制
    圖1中曲線1是TVS管中的電流波形，它表示流過TVS管的電流由1mA突然上升到峰值，然後按指數規律下降，造成這種電流衝擊的原因可能是雷擊或過壓等過猛的衝擊因素。曲線2是TVS管兩端電壓的波形，它表示TVS中的電流突然上升時，TVS兩端電壓也隨之上升，但最大隻上升到VC值，這個值比擊穿電壓VBR略大，從而對後面的電路元件起到保護作用。
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