防护类:
- 聚合物ESD静电放电抑制器
- 半导体ESD静电放电抑制器
- 瞬态抑制二极管TVS
- 半导体放电管TSS
- 压敏电阻MOV
- 陶瓷气体放电管GDT
滤波类:
- EMI滤波器
- 信号共模滤波器
- 电源共模滤波器
- LRC滤波器
- EMC滤波器
- X/Y高压电容
- EMC铁氧体磁环磁扣
场效应管
其他
- 一体成型电感
ESD(Electrostatic Discharge)静电放电抑制器
ESD器件,用来保护电子设备免受静电放电影响的组件。
按制作材料可分为:
1.聚合物ESD静电抑制器,低成本聚合物+陶瓷叠层工艺
2.半导体ESD静电抑制器,固态硅雪崩技术
ESD工作原理:ESD期间通常提供一个控制的放电路径来工作,将静电放电引导到不会对电子设备造成损坏的地方。
例:
ESD器件原理图图示:
- BORN伯恩半导体:0402ESDA-05N
0402inch/ 1005mm foot print
Ideal ESD protection for high frequency, low voltage applications.
Exceeds testing requirements outlined in
IEC 61000-4-2
Ultra low capacitance (1.5pF typ.)
可用于高速数据口USB2.0,IEEE 1394;计算机及外围设备
- Slkor萨科微 BV-FA05UCA DFN1006
Ultra Low Capacitance: 0.35pF(typ.)
Reverse Working Voltage: 5V
IEC 61000-4-2 (ESD Air): ±20kV
IEC 61000-4-2 (ESD Contact): ±20kV
IEC 61000-4-5 (Lightning 8/20µs): 4.5A
TVS(Transient Voltage Suppressor)瞬态抑制二极管
TVS二极管是一种用于保护电子设备免受瞬态电压冲击的半导体器件。它能够在电压突波发生的瞬间迅速响应,提供一个低阻抗路径,将过高的电压导入地线,从而保护电路中的其他部件免受损害。当电压恢复正常后,TVS二极管会自动恢复到高阻态,不影响正常电路的工作。根据保护需求和应用场景的不同,TVS二极管可以分为不同的类型,包括单向和双向TVS二极管。单向TVS二极管主要用于保护直流电路,而双向TVS二极管则适用于交流电路或信号线的保护。
TVS的特性及其参数
TVS的特性
如果用图示仪观察TVS的特性,就可得到图1中左图所示的波形。如果单就这个曲线来看,TVS管和普通稳压管的击穿特性没有什么区别,为典型的PN结雪崩器件。
但这条曲线只反映了TVS特性的一个部分,还必须补充右图所示的特性曲线,才能反映TVS的全部特性。这是在双踪示波器上观察到的TVS管承受大电流冲击时的电流及电压波形。
图中曲线1是TVS管中的电流波形,它表示流过TVS管的电流由1mA突然上升到峰值,然后按指数规律下降,造成这种电流冲击的原因可能是雷击、过压等。曲线2是TVS管两端电压的波形,它表示TVS中的电流突然上升时,TVS两端电压也随之上升,但最大只上升到VC值,这个值比击穿电压VBR略大,从而对后面的电路元件起到保护作用。
TVS的参数
A. 击穿电压(VBR):TVS在此时阻抗骤然降低,处于雪崩击穿状态。
B. 测试电流(IT):TVS的击穿电压VBR在此电流下测量而得。一般情况下IT取1MA。
C. 反向变位电压(VRWM):TVS的最大额定直流工作电压,当TVS两端电压继续上升,TVS将处于高阻状态。
D. 最大反向漏电流(IR):在工作电压下测得的流过TVS的最大电流。
E. 最大峰值脉冲电流(IPP):TVS允许流过的最大浪涌电流,它反映了TVS的浪涌抑制能力。
F. 最大箝位电压(VC):当TVS管承受瞬态高能量冲击时,管子中流过大电流,峰值为IPP,端电压由VRWM值上升到VC值就不再上升了,从而实现了保护作用。浪涌过后,随时间IPP以指数形式衰减,当衰减到一定值后,TVS两端电压由VC开始下降,恢复原来状态。最大箝位电压VC与击穿电压VBR之比称箝位因子Cf,表示为Cf= VC /VBR,一般箝位因子仅为1.2~1.4。
G. 峰值脉冲功率(PP):PP按峰值脉冲功率的不同TVS分为四种,有500W、600W、1500W和5000W。最大峰值脉冲功率:最大峰值脉冲功率为:PN=VC·IPP。显然,最大峰值脉冲功率愈大,TVS所能承受的峰值脉冲电流IPP愈大;另一方面,额定峰值脉冲功率PP确定以后,所TVS能承受的峰值脉冲电流IPP,随着最大箝位电压VC的降低而增加。TVS最大允许脉冲功率除了和峰值脉冲电流和箝位电压有关外,还和脉冲波形、脉冲持续时间和环境温度有关。
TVS所能承受的瞬时脉冲峰值可达数百安培,其箝位响应时间仅为1*10-12 秒;TVS所允许的正向浪涌电流,在 25℃,1/120秒的条件下,也可达50-200安培。一般地说,TVS所能承受的瞬时脉冲是不重复的脉冲。而实际应用中,电路里可能出现重复性脉冲。
TVS器件规定,脉冲重复率比(脉冲持续时间和间歇时间之比)为0.01%。如不符合这一条件,脉冲功率的积累有可能使TVS烧毁。电路设计人员应注意这一点。TVS的工作是可靠的,即使长期承受不重复性大脉冲的高能量的冲击,也不会出现"老化"问题。试验证明,TVS安全工作于10000次脉冲后,其最大允许脉冲功率仍为原值的80%以上。
TVS主要用于对电路元件进行快速过电压保护。它能"吸收"功率高达数千瓦的浪涌信号。TVS具有体积小、功率大、响应快、无噪声、价格低等诸多优点,它的应用十分广泛,如:家用电器;电子仪器;仪表;精密设备;计算机系统;通讯设备;RS232、485及 CAN等通讯端口;ISDN的保护;I/O端口;IC电路保护;音、视频输入;交、直流电源;电机、继电器噪声的抑制等各个领域。它可以有效地对雷电、负载开关等人为操作错误引起的过电压冲击起保护作用。
在选择TVS二极管时,需要考虑以下几个关键参数:
1.峰值脉冲功率:TVS二极管能够承受的最大脉冲功率,通常以瓦特(W)表示。
2.工作电压:TVS二极管在正常工作状态下的电压。
3.箝位电压:TVS二极管在响应电压突波时的最大电压值。
4.响应时间:TVS二极管从电压突波开始到箝位电压稳定所需的时间。
TVS的选用方法
1.确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。如果是交流电,应计算出最大值,即用有效值*1.414。
2.TVS的反向变位电压即工作电压(VRWM)--选择TVS的VRWM等于或大于上述步骤1所规定的操作电压。这就保证了在正常工作条件下TVS吸收的电流可忽略不计,如果步骤1所规定的电压高于TVS的VRWM ,TVS将吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态,从而影响电路的工作。
3.最大峰值脉冲功率:确定电路的干扰脉冲情况,根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间,确定能够有效抑制该干扰的TVS峰值脉冲功率。
4.所选TVS的最大箝位电压(VC)应低于被保护电路所允许的最大承受电压。
5.单极性还是双极性-常常会出现这样的误解即双向TVS用来抑制反向浪涌脉冲,其实并非如此。双向TVS用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。TVS有时也用于减少电容。如果电路只有正向电平信号,那麽单向TVS就足够了。TVS操作方式如下:正向浪涌时,TVS处于反向雪崩击穿状态;反向浪涌时,TVS类似正向偏置二极管一样导通并吸收浪涌能量。在低电容电路里情况就不是这样了。应选用双向TVS以保护电路中的低电容器件免受反向浪涌的损害。
6.如果知道比较准确的浪涌电流IPP,那么可以利用VC来确定其功率,如果无法确定功率的大概范围,一般来说,选择功率大一些比较好。