TVS二极管选型的版本有很多,本文重点讲解的是从参数这个角度来分析如何选型TVS二极管?

一、截止电压VRWM,漏电流IR

截止电压VRWM:TVS二极管的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS二极管劣化或损坏的最大直流电压或交流峰值电压。在截止电压下,TVS二极管是不工作的,即不导通的,所以TVS二极管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二极管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。

漏电流IR:也称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下,流过TVS二极管的最大电流。TVS 的漏电流一般是在截止电压下测量,对于某一型号TVS,漏电流应在规定值范围内。

截止电压和漏电流测试回路如图1所示,对TVS两端施加电压值为VRWM,从电流表中读出的电流值即为TVS 的漏电流IR,其中虚线框表示单向TVS 测试回路。如东沃电子(DOWOSEMI)供应的SMAJ5．0A,当加在其两端的电压为5V DC时,流过的电流应小于800μA。对于同功率和同电压的TVS二极管,在VRWM≤10V 时,双向TVS二极管漏电流是单向TVS二极管漏电流的2 倍。

二、击穿电压VBR

击穿电压VBR:指在V-I 特性曲线上,在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得TVS二极管两端的电压。

低压TVS二极管,由于漏电流较大,所以测试电流选取的IT也比较大。东沃电子(DOWOSEMI)SMAJ5．0A,测试电流IT选取10mA。击穿电压测试电路如图2所示,使用脉冲恒流源对TVS二极管施加IT大小的电流时,读出TVS二极管两端的电压则为击穿电压。电流施加时间应不超过400ms,以免造成TVS受热损坏。VBR MIN和VBR MAX是TVS二极管击穿电压的一个偏差,一般TVS 为±5%的偏差。测量时,击穿电压落在VBR MIN和VBR MAX之间,则视为合格品。

三、峰值脉冲电流IPP,钳位电压VC

峰值脉冲电流IPP:给定脉冲电流波形的峰值。TVS二极管一般选用10/1000μs 电流波形(图3)。

钳位电压VC:施加规定波形的峰值脉冲电流时,TVS二极管两端测得的峰值电压。

峰值脉冲电流和钳位电压是衡量TVS二极管在电路保护中抵抗浪涌脉冲电流及限制电压能力的参数,这两个参数是相互联系的。对于TVS二极管在防雷保护电路中的钳位特性,可以参考钳位电压这个参数。对于相同型号TVS二极管,在相同峰值脉冲电流下,钳位电压越小,说明TVS二极管的钳位特性越好。TVS二极管的耐脉冲电流冲击能力可以参考峰值脉冲电流,同型号的TVS二极管,峰值脉冲电流越大,耐脉冲电流冲击能力越强。

四、TVS二极管功率选型

TVS二极管产品的额定瞬态功率应大于电路中可能出现的最大瞬态浪涌功率,具体可参照如下计算方法。TVS二极管的额定功率记为PPPM, 则PPPM 的功率可估算为:

其中,VC 为TVS二极管的钳位电压,IPP 为TVS二极管在10/1000μs 波形的峰值脉冲电流。
对于不同功率等级的TVS二极管,相同电压规格的TVS二极管,其VC 值是一样的,只是IPP 不同。故PPPM 与IPPM 成正比,IPPM 越大,PPPM 也越大。