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[导读]为增进大家对TVS二极管的认识,本文将对TVS二极管的选型问题,以及PCB布局对TVS防护效果的影响予以介绍。

TVS二极管中的一种,大多数电子专业的朋友对于TVS并不陌生。为增进大家对TVS二极管的认识,本文将对TVS二极管的选型问题,以及PCB布局对TVS防护效果的影响予以介绍。如果你对TVS具有兴趣,不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、TVS选型

了解了TVS的基本参数,我们就开始进入最重要的TVS选型的过程了。选择TVS之前,我们首先要明白选择的终极目标:

1.电压合适能保护后级电路;

2.引入的TVS的结电容不能影响电路;

3.TVS功率余量充足,满足测试标准,且不能比保险管先挂。

选型的过程可以按照以下的步骤进行:

1.选择TVS最高工作电压Vrmw;

2. 选择TVS钳位电压VC;

3.选择TVS的功率;

4.评估漏电流Ir的影响;

5.评估结电容的影响;

选择TVS最高工作电压Vrmw在电路正常工作情况下,TVS 应该是不工作的,即处于截止状态,所以 TVS 的截止电压应大于被保护电路的最高工作电压。这样才能保证 TVS 在电路正常工作下不会影响电路工作。但是 TVS 的工作电压高低也决定了 TVS 钳位电压的高低,在截止电压大于线路正常工作电压的情况下,TVS 工作电压也不能选取的过高,如果太高,钳位电压也会较高,所以在选择 Vrwm 时,要综合考虑被保护电路的工作电压及后级电路的承受能力。要求Vrwm要大于工作电压,否则工作电压大于Vrwm会导致TVS反向漏电流增大,接近导通,或者雪崩击穿,影响正常电路工作。综合考虑,Vrwm可以参考以下的公式: Vrwm≈1.1~1.2*VCC;--------其中VCC为电路的最高工作电压。选择选择TVS钳位电压VCTVS 钳位电压应小于后级被保护电路最大可承受的瞬态安全电压,VC 与 TVS 的雪崩击穿电压及 I PP 都成正比。对于同一功率等级的 TVS,其击穿电压越高 V C 也越高,所选TVS的最大箝位电压Vc不能大于被防护电路可以承受的最大电压。否则,当TVS钳在Vc时会对电路造成损坏。Vc可以参考以下的公式: VCPactual。根据所选的TVS的结电容和漏电流评估影响如果TVS 用在高速IO端口防护、模拟信号采样、低功耗设备场合,就需要考虑结电容和漏电流的影响,两则的参数越小越好。

二、PCB布局布线对TVS防护效果的影响

TVS二极管是过压防护最常用的器件,在器件正确选型后,是否就完成了设计呢?如何使TVS在电路中应用的效能最佳?印制电路板的布局布线至关重要,通过合理放置TVS的位置、接地选择、寄生电感和回路区的处理,科学合理地进行PCB的布局布线,才能使TVS的效能最佳化。

TVS器件尽量接近噪声源,确保浪涌电压可以在脉冲耦合到邻近PCB导线之前被钳位。

保护电路应将浪涌电压分流到机壳接地,将浪涌电压直接分流到集成电路的信号地会引起接地反弹。用相对短和宽的接地导线减小阻抗可以改善单个接地PCB上TVS二极管的钳位性能。

TVS布线要避免自感。ESD是巨变突发的脉冲,很可能会在回路中引起寄生自感,进而对回路形成强大的电压冲击,并可能超出IC的承受极限而造成损伤。负载产生的自感电压与电源变化强度成正比,ESD冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。

减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路,必须考虑到包括接地回路、TVS和被保护线路之间的回路以及由接口到TVS的通路等所有因素。所以TVS器件应与接口尽量接近,与被保护线路尽量接近,这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。减小高速数据和接地线形成的环路区域可降低辐射和射频的影响。特别是导线较长时,缓解环路题目的一种有效方法是在PCB设计中包含一块接地板,增大TVS管,为集成电路之间的分离间隔提供隔离。但它会增大环路区域。

另外可应用下述原则对线路进行优化:

1、尽量将接口安排在同一个边上;

2、避免被保护回路和未实施保护的回路并联,避免在保护线路附近走关键信号线;

3、如果接口处既有滤波又有防护电路,应该遵从先防护后滤波的原则。防护电路用来进行外来过压和过流抑制,如果将防护电路放置在滤波电路之后,滤波电路会被过压和过流损坏。

4、将复位、中断、控制信号远离输入/输出口,远离PCB的边缘和放电点;

使用TVS二极管对电子产品实施ESD保护是一种方便、有效和可靠性高的途径,器件的选型和PCB布局布线同样重要,希望通过此文的简单介绍,能帮助大家加深对TVS的PCB布局设计的理解,提前做好PCB的优化设计,一劳永逸。

以上便是此次小编带来的TVS相关内容,通过本文,希望大家对TVS二极管具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

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