作為硬件工程師,相信大家都用過TVS二極管,,但選擇一個合適的,,可能并沒有那么簡單。
下面列出了選擇合適TVS的幾大步驟:
1,、Vrwm大于等于被保護信號的正常工作電壓,,Vrwm比被保護信號的工作電壓越大,漏電流越??;TVS的Vrwm越低,對應的鉗位電壓Vc越低,,對信號的保護作用越好,。
2、判斷被保護信號是交流還是直流,,一般情況下,,交流信號選擇雙向TVS,,直流信號選擇單向TVS。雙向的優(yōu)勢是靈活,,IO和地隨意接,;單向的優(yōu)勢是反向鉗位電壓比雙向的更低。
3,、根據(jù)被保護的信號速率,,選擇合適的結(jié)電容,如下給出了常見接口,,推薦的ESD結(jié)電容的大小范圍,。
數(shù)據(jù)來源TI德州儀器
4、選用的TVS需達到或超過 IEC 61000-4-2 Level4標準,,IEC 61000-4-2標準是針對ESD的,,對應國標GB/T 17626.2,但請注意,,這也只是針對TVS IC,,過這個標準,保證TVS不會損壞,,被保護電路會不會損壞,,還是需要看鉗位電壓。
IEC 61000-4-2 ESD空氣和接觸放電的四個等級
TVS一般也會過IEC 61000-4-4(EFT)和IEC 61000-4-5(surge)標準,,在TVS的數(shù)據(jù)手冊里可以看到,,EFT有的不給出,和ESD的測試方法不一樣,,在這里不展開,。
5、根據(jù)被保護信號能承受的最大電壓,,在TLP曲線中選擇合適的鉗位電壓,。
如下是一個TVS的鉗位電壓數(shù)據(jù),有4個值,,選型時,,該看哪一個呢?
上面兩個都是14V,,因為TLP 16A 100ns和IEC 61000-4-2 ESD接觸放電 8KV是有對等關(guān)系的,,IEC等級和TLC的對照關(guān)系如下:
- IEC 1-kV level = 2 A, 100 ns TLP pulse
- IEC 2-kV level = 4 A, 100 ns TLP pulse
- IEC 4-kV level = 8 A, 100 ns TLP pulse
- IEC 6-kV level = 12 A, 100 ns TLP pulse
- IEC 8-kV level = 16 A, 100 ns TLP pulse
下面兩個Vc=8.3V和10V,測試的標準是IEC 61000-4-5,,浪涌波形是8/20us,指8us達到100%Ipp,,20us后達到50%Ipp,,所以看到,反向峰值電流Ipp為4A時的鉗位電壓是要比1A時的大的。
IEC 61000-4-5標準8/20us浪涌波形
當兩個TVS都都能過IEC 61000-4-2 8KV ESD時,,在TLP曲線中,,看16A電流對應的鉗位電壓,越低的代表這個TVS性能越好,。
TVS TLP I-V曲線
需要注意,,TLP曲線中的“鉗位電壓”為瞬態(tài)100ns測試給出的,和真正我們理解的,,持續(xù)工作不會損壞的鉗位電壓還是有差別的,。
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