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常见的浪涌电压抑制器
unsemi | 2016-06-28 11:54:30    阅读:962   发布文章

        浪涌电压抑制器件基本上可以分为两大类。第一种类为橇棒(Crow Bar)器件,其主要特点是器件击穿后的残压很低,因此不仅有利于浪涌电压的迅速泄放,而且使功耗大大降低。另外,该类型器件的漏电流小,器件极间电容量小,所以对线路影响很小。常用的撬棒器件包括气体放电管、气隙型浪涌保护器、硅双向对称开关(CSSPD)等。

        另一类为箝位保护器,即保护器件在击穿后,其两端电压维持在击穿电压上不再上升,以箝位的方式起到保护作用。常用的箝位保护器是氧化锌压敏电阻MOV,瞬态电压抑制器(TVS)等。

        保护器分过电压保护元件和过电流保护元件。我们通常所称的“避雷器”和随着国外防雷器件引入的“浪涌抑制器”、“过电压限制器”、放电管、齐纳二极管等都属于电压限制元件。它们的工作原理差不多,但它们之间的通流容量、动作速度、残压等有很大差别。而正温度系数PTC、电感、电阻、保险丝则属于过电流保护元件。

        二极管型防护器件包括开关二极管、齐纳二极管、瞬态二极管等。它们的保护性能大致相同,在承受冲击能力和限制电压等级方面稍有不同。正常情况下,管子呈高阻,当外加电压达到其门限值时,电流迅速增加。它是回应速度非常快的保护元件,限幅电压低,管子两端压降基本不受冲击电压和冲击电流的影响,保护精密设备中半导体电路非它莫属。近年来正在发展的瞬态二极管,在通流能力方面有了较大的突破,可用在第二级甚至第一级保护。

        二极管型防护器件是利用硅PN结正向压降(VF)和反向雪崩击穿电压(VZ)的特性制成的,如瞬变电压抑制二极管(TVS)。二极管型防护器件有两种形式:一是齐纳型单向雪崩击穿,二是双向的硅压敏电阻。TVS器件在规定的反向应用条件下,承受到高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低以允许大电流通过,并将电压箝制在预定水平,从而有效地保护电子产品中的精密元器件免受损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压箝制在预定水平,双向TVS适用于交流电路。TVS的最大优点是箝位系数小,所谓箝位系数就是指TVS上流过的电流在最大时的端电压与流过的电流为最小时的端电压的比值,箝位系数越小,抑制瞬变电压的效果越好。TVS器件的其他优点是体积小、回应速度快(小于1ns)、可靠性高、每次经受瞬变电压后其性能不会下降等。缺点是电容大、耐电流量小。现在,国外TVS器件已经采用气密性附壳封装,外形为DO-41,而一般的民用器件则采用有引线或无引线的塑封形式,典型的有美国GeneralInstrument公司生产400W、600W、1500W无引线扁平塑封,其400W的工作电压为5.5~162V,型号为TSMA6.8~TSMA200,外形为SMA/D0214AC;600W的工作电压为5.5~162V,型号为TSMB6.8~TSMB200,外形为SMB/D0214AA;1500W工作电压5.5~162V,型号为TSMC6.8~TSMC200,外形为SMC/D0214AB。该公司也生产无引线圆柱形产品,型号为TGL41-6.8~TGL41-200,外形为MELFGL41。该公司还生产5000W的TVS,其工作电压为5.0~110V,型号为5KP5.0~5KP110,外形为P600。TVS的另一发展方向是开发低电压产品,目前正在开发的产品电压范围为2.8~3.8V,以满足低压微处理器和IC的需要。

 

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