1概覽
鉗位電壓從保護的初衷來看是最重要的參數,因為這決定了它能否將沖擊抑制在后端負載可以承受的范圍,否則就失去了它的作用。在電路的集成化越來越高的今天,對低鉗位電壓TVS的訴求也越來越高,所以也出現了很多新的技術,比如SNABACK技術。但是有了這些低鉗位的器件還遠遠不夠。作為瞬態抑制器,決定了TVS的抑制對象都有著很快的上升沿(高頻),這就不得不考慮寄生參數,比如上升時間為1ns的靜電。所以需要得到真正低的鉗位電壓,一定要配合好的PCB設計。
2亦真實的鉗位電壓
所謂真實,是指任何一個TVS我們都可以通過工具的測試和計算得到一個真實的值,這個值可以作為產品規格書上標明的參考參數(如下圖TVS特性曲線中VCL) ,這確實只能作為參考,并不能代表你的產品就可以得到它的絕對保護,具體原因后面會說到。不過這個值也是非常重要的,具體的我們可以用它來界定產品類型、認識產品性能、TVS本身的設計研究以及應用選型。
3亦虛假的鉗位電壓
所謂虛假主要有兩點原因,第一個是基于對這個參數本身的認識。(如上圖),我們看到VCL這個參數其實只是整個特性曲線中取得的某一個電流值對應的電壓值。也就是只要通過TVS的電流值不超過峰值脈沖電流值Ipp,從IBR到Ipp這個區間,不同的電流值會對應不同的電壓值(Rd×I=VCL,Rd一定,I變化,VCL就會變化)。一般規格書會標明1A條件下的VCL,有的會標明IPP下的VCL,也有2A或者3A等。在實際應用中,通過TVS的電流一定是不同的,這就決定了最終所得到的鉗位電壓會和規格書不一致。而且Ipp也會根據不同的測試波形而變化。比如,靜電和浪涌,一個是納秒級,一個是微秒級。如果用靜電來進行測試,TVS的峰值Ipp肯定是更高的,意味著VCL也會更高。
第二個原因是,由于PCB設計的不同會得到差異非常大的VCL。如下圖;設AB、CD都為長10mm,寬0.5mm的PCB布線(走線電感約6nH),以靜電8KV@IEC61000-4-2(峰值電流為30A,上升時間為1ns)為例,此時由于寄生電感產生的電壓為:UL=Lw.dI/dt=6nH×30A/1ns=180V。情況一,保護電路在TVS前端,這種情況較為惡劣,被保護點電壓會產生更高的瞬態電壓。情況二,是我們常見的方式,只是由于連接TVS的走線電感,導致了較高的瞬態電壓。
情況一
情況二
4結語
由此看出在實際的電路應用中,由于寄生電感的存在,鉗位電壓必定會高出參考值許多。所以為了得到更好的保護性能,必須將TVS緊挨著測試點,并直接并接在走線上,千萬不要用細導線連接,被保護電路要放在TVS后端。
責任編輯:pj
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