論雙向TVS器件在直流電路中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)
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雙向TVS器件在直流電路中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)
由于TVS具有響應(yīng)速度快、鉗位電壓精、反向漏流小、電壓范圍廣等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工控、通訊、安防、消費(fèi)、汽車電子、光伏等電路中。在直流電路中,TVS不僅具有電路保護(hù)功能,還具有防反接的作用,如圖所示:
圖1中,當(dāng)電路中輸入端因雷擊、干擾等原因產(chǎn)生瞬間高壓時(shí),TVS反向擊穿導(dǎo)通,電流經(jīng)TVS對(duì)地泄放,后級(jí)電路電壓鉗位在TVS擊穿電壓值,以保護(hù)后級(jí)電路不被損壞。
圖2中 當(dāng)外部供電電源錯(cuò)接反向時(shí),TVS正向?qū)?,忽略TVS較小的內(nèi)阻,等同輸出短路,引發(fā)前級(jí)輸入電路中短路保護(hù)功能,斷開輸出。而此時(shí)加載到被保護(hù)電路兩端的電壓僅為TVS的正向壓降,后級(jí)電路得到保護(hù)。
在實(shí)際應(yīng)用中,因單向TVS器件在SMT或DIP時(shí)需要區(qū)分方向,特別是因器件封裝體積或器件表面陰極線不清晰時(shí),對(duì)生產(chǎn)帶來了較大影響,嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率,同時(shí)也有較大概率發(fā)生反向的問題。
加上相同規(guī)格的TVS產(chǎn)品應(yīng)用中單向與雙向并無成本差異,導(dǎo)致大多設(shè)計(jì)人員即使在直流電路中,也通常選用雙向器件。
但直流電路中使用雙向TVS,必然存在以下問題,需要設(shè)計(jì)人員在生產(chǎn)效率與器件性能中作出取舍,如:
①直流電路中,雙向TVS影響反應(yīng)速度,拔高鉗位電壓。
通過圖3 單向TVS 和圖4 雙向TVS可以看出,雙向相對(duì)單向多了一個(gè)正向二極管,可以得出:
鉗位電壓 VC雙=VC單+VF
反應(yīng)時(shí)間 t雙=t單+ton
ton=正向二極管導(dǎo)通開啟時(shí)間(只考慮電路干擾波頻率低于二極管開關(guān)頻率時(shí))
②當(dāng)外部供電電源錯(cuò)接反向時(shí),無法對(duì)后級(jí)電路進(jìn)行保護(hù)。