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瞬态电压抑制器的选用原则

瞬态电压抑制器英文为Transientvoltagesuppressor,简称TVS,当TVS两极受到反向高能量冲击时,它能以10-12s级的速度,将其两极间的阻抗由高变低,吸收高达数kW的浪涌功率,使两极的电位箝位于预定值,有效地保护自动化设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。
(1)确定被保护电路的直流或连续工作电压,电路的额定标准电压和可承受电压;
(2)瞬态电压抑制器的额定反向关断电压VWM应大于或等于被保护电路的工作电压。若选用的VWM太低,器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作;
(3)瞬态电压抑制器的反向箝位电压VC应小于被保护电路的损坏电压
(4)在规定的脉冲持续时间内,瞬态电压抑制器的峰值脉冲功率PM必须大于被保护电路可能出现的峰值脉冲功率。在确定了箝位电压后,其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。一般,瞬态电压抑制器的峰值脉冲功率是以10/1000mS的非重复脉冲给出的,而实际的脉冲宽度是由脉冲源决定的,当脉冲宽度不同时,其峰值功率也不同。如某600W瞬态电压抑制器,对1000mS脉宽吸收功率为600W,但是对50mS脉宽吸收功率就可达到2100W,而对10mS的脉宽吸收功率就只有200W了。而且吸收功率还和脉冲波形有关,如果是半个正弦波形式的脉冲,吸收功率就要减到75%;若是方波形式的脉冲,吸收功率就要减到66%;
(5)平均稳态功率的匹配对于需要承受有规律的、短暂的脉冲群冲击的瞬态电压抑制器,如应用在或电机控制等场合,有必要引入平均稳态功率的概念。例如,在一功率开关电路中会产生120Hz,宽度为4mS,峰值电流为25A的脉冲群。选用的瞬态电压抑制器可以将单个脉冲的电压箝位到11.2V。此中平均稳态功率的计算为:脉冲时间间隔等于频率的倒数1/120=0.0083S,峰值吸收功率是箝位电压与脉冲电流的乘积11.2V×25A=280W,平均功率则为峰值功率与脉冲宽度对脉冲间隔比值的乘积,即280×(0.000004S/0.0083S)=0.134W。也就是说,选用的瞬态电压抑制器平均稳态功率必须大于0.134W;
(6)对于数据接口电路的保护,还必须注意选取具有合适电容C的瞬态电压抑制器器件;
(7)根据用途选用瞬态电压抑制器的极性及封装结构。交流电路选用双极性瞬态电压抑制器较为合理,多线保护选用瞬态电压抑制器阵列更为有利;
(8)根据温度考虑,瞬态电压抑制器可以在-55℃~+150℃之间工作。如果需要TVS在一个变化的温度下工作,由于其反向漏电流ID是随温度增加而增大;功耗随TVS结温增加而下降,从+25~+175℃,大约线性下降50%;击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。因此,必须查阅有关产品资料,考虑温度变化对其特性的影响。