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瞬变电压抑制器的典型应用

发布时间:2008/5/26 0:00:00 访问次数:998

        

    

    

    ◆ tvp 的特性和参数:

    在反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时大脉冲时,其工作阻抗立即降至很低的导通值,允许大电流通过,同时把电压箝制到预定水平。因此,可有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。 tvp 所能承受的瞬时脉冲电流峰值可达数百安培,其箝位响应时间仅为 1 × 10 -12 秒; tvp 所允许的正向浪涌电流,在 25 ℃、 1/120 秒的条件下,也可达 50-200 安培。另一类是双向 tvp ,用于交流电路,它正负两个方向均可“吸收”瞬时大脉冲,把电路电压箝制到预定水平。

    图①为 tvp 的特性曲线。正向特性与一般二极管没有区别;反向击穿拐点近似“直角”,表明器件为典型的 pn 结雪崩器件。在瞬时大脉冲条件下,器件的击穿电压便升至略高些的箝位电压值,并保持在这一稳定水平上。

    

    

    

    i r ——最大反向漏电流 ( 在工作电压下测得的流过 tvp 的最大电流 ) ;

    v r ——反向变位电压, tvp 的最大额定直流工作电压,这个电压约为击穿电压 v b 的 85% ;

    i t ——规定的测试电流 , 一般为 1ma ;

    v b ——击穿电压 ,tvp 在此时阻抗骤然降低 , 处于雪崩击穿状态;

    i pp ——最大峰值脉冲电流 , 它反映了 tvp 的浪涌抑制能力;

    v c ——最大箝位电压,在峰值脉冲电流 i pp 下测得的最大电压值;

    c r ——箝位因子 , 表示为 c r =v c /v b , 一般箝位因子仅为 1.2 ~ 1.4

    图②反映了 tvp 的浪涌抑制能力,在承受额定的瞬时峰值脉冲电流 i pp 时,用特殊的取样方法观察 tvp 的特性,得以如那样的曲线。图中表明,当瞬时峰值脉冲电流出现时, tvp 被击穿,并由击穿电压上升至预定的箝位电压值;在规定的脉冲时间内,稳定在最大箝位电压水平以下。随着脉冲电流指数下降,箝位电压亦下降,恢复原来状态。因此, tvp 将抑制可能是经常出现的浪涌冲击,从而有效地保护电路。

    tvp 最大允许脉冲功率为: p m =v c · i pp 。显然,最大允许脉冲功率愈大, tvp 所能承受的峰值脉冲电流愈大;反之,额定的 p m 确定以后, tvp 所能承受的峰值脉冲电流,随着箝位电压的降低而增加。因此,如果电路的最大电压较低(即所要求的箝位电压较低),那么就允许承受更大的峰值脉冲电流。

    tvp 的最大允许脉冲功率除了和峰值脉冲电流及箝位电压有关外,还和脉冲波形、脉冲持续时间及环境温度有关。对于几种不同的脉冲波形 p m =k · v c · i pp ,式中 k 为功率系数。

    图③中给出了几种典型波形的 k 值 (exp 波: k=1.00 方波: k=1.40 正弦波: k=2.20 三角波: k=2.80 。 )

    图④所示为最大允许脉冲功率和脉冲持续时间的关系曲线,图中描绘了 0.5kw 和 1.5kw 系列 tvp 的最大允许脉冲功率随脉冲持续时间增加的降额曲线,典型的脉冲持续时间为 1ms 。

    图⑤所示为最大允许脉冲功率随环境温度增高的降额曲线 , 环境温度超过 25 ℃时 , 最大允许脉冲功率呈线性下降 , 在 175 ℃时,脉冲功率为零。

    一般地说, tvp 所能承受的瞬时脉冲指的是不重复的脉冲。而实际应用中,电路里可能出现重复性脉冲。 tvp 器件规定,脉冲重复率(脉冲持续时间和间歇时间之比)为 0.01% 。如不符合这一条件,脉冲功率的“积累”有可能使 tvp “烧毁” , 电路设计人员应注意这一点。

    tvp 的工作是可靠的。即使长期承受不重复性大脉冲的高能量冲击,也不会出现“老化”问题。试验证明, tvp 安全工作于 10000 次脉冲后,其最大允许脉冲功率仍为原值的 80% 以上。

    ◆ 选用 tvp 的原则:

    (1) 确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。

    (2) tvp 的最大箝位电压 (v c ) 不大于被保护电路的最大允许电压。

    (3) tvp 的反向变位电压 (v r ) 不低于被保护电路的最大工作电压。

    (4) 确定电路的干扰脉冲情况 , 根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间确定能够有效抑制干扰的 tvp 峰值脉冲功率。

    (5) tvp 分单向和双向,

        

    

    

    ◆ tvp 的特性和参数:

    在反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时大脉冲时,其工作阻抗立即降至很低的导通值,允许大电流通过,同时把电压箝制到预定水平。因此,可有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。 tvp 所能承受的瞬时脉冲电流峰值可达数百安培,其箝位响应时间仅为 1 × 10 -12 秒; tvp 所允许的正向浪涌电流,在 25 ℃、 1/120 秒的条件下,也可达 50-200 安培。另一类是双向 tvp ,用于交流电路,它正负两个方向均可“吸收”瞬时大脉冲,把电路电压箝制到预定水平。

    图①为 tvp 的特性曲线。正向特性与一般二极管没有区别;反向击穿拐点近似“直角”,表明器件为典型的 pn 结雪崩器件。在瞬时大脉冲条件下,器件的击穿电压便升至略高些的箝位电压值,并保持在这一稳定水平上。

    

    

    

    i r ——最大反向漏电流 ( 在工作电压下测得的流过 tvp 的最大电流 ) ;

    v r ——反向变位电压, tvp 的最大额定直流工作电压,这个电压约为击穿电压 v b 的 85% ;

    i t ——规定的测试电流 , 一般为 1ma ;

    v b ——击穿电压 ,tvp 在此时阻抗骤然降低 , 处于雪崩击穿状态;

    i pp ——最大峰值脉冲电流 , 它反映了 tvp 的浪涌抑制能力;

    v c ——最大箝位电压,在峰值脉冲电流 i pp 下测得的最大电压值;

    c r ——箝位因子 , 表示为 c r =v c /v b , 一般箝位因子仅为 1.2 ~ 1.4

    图②反映了 tvp 的浪涌抑制能力,在承受额定的瞬时峰值脉冲电流 i pp 时,用特殊的取样方法观察 tvp 的特性,得以如那样的曲线。图中表明,当瞬时峰值脉冲电流出现时, tvp 被击穿,并由击穿电压上升至预定的箝位电压值;在规定的脉冲时间内,稳定在最大箝位电压水平以下。随着脉冲电流指数下降,箝位电压亦下降,恢复原来状态。因此, tvp 将抑制可能是经常出现的浪涌冲击,从而有效地保护电路。

    tvp 最大允许脉冲功率为: p m =v c · i pp 。显然,最大允许脉冲功率愈大, tvp 所能承受的峰值脉冲电流愈大;反之,额定的 p m 确定以后, tvp 所能承受的峰值脉冲电流,随着箝位电压的降低而增加。因此,如果电路的最大电压较低(即所要求的箝位电压较低),那么就允许承受更大的峰值脉冲电流。

    tvp 的最大允许脉冲功率除了和峰值脉冲电流及箝位电压有关外,还和脉冲波形、脉冲持续时间及环境温度有关。对于几种不同的脉冲波形 p m =k · v c · i pp ,式中 k 为功率系数。

    图③中给出了几种典型波形的 k 值 (exp 波: k=1.00 方波: k=1.40 正弦波: k=2.20 三角波: k=2.80 。 )

    图④所示为最大允许脉冲功率和脉冲持续时间的关系曲线,图中描绘了 0.5kw 和 1.5kw 系列 tvp 的最大允许脉冲功率随脉冲持续时间增加的降额曲线,典型的脉冲持续时间为 1ms 。

    图⑤所示为最大允许脉冲功率随环境温度增高的降额曲线 , 环境温度超过 25 ℃时 , 最大允许脉冲功率呈线性下降 , 在 175 ℃时,脉冲功率为零。

    一般地说, tvp 所能承受的瞬时脉冲指的是不重复的脉冲。而实际应用中,电路里可能出现重复性脉冲。 tvp 器件规定,脉冲重复率(脉冲持续时间和间歇时间之比)为 0.01% 。如不符合这一条件,脉冲功率的“积累”有可能使 tvp “烧毁” , 电路设计人员应注意这一点。

    tvp 的工作是可靠的。即使长期承受不重复性大脉冲的高能量冲击,也不会出现“老化”问题。试验证明, tvp 安全工作于 10000 次脉冲后,其最大允许脉冲功率仍为原值的 80% 以上。

    ◆ 选用 tvp 的原则:

    (1) 确定待保护电路的直流电压或持续工作电压。

    (2) tvp 的最大箝位电压 (v c ) 不大于被保护电路的最大允许电压。

    (3) tvp 的反向变位电压 (v r ) 不低于被保护电路的最大工作电压。

    (4) 确定电路的干扰脉冲情况 , 根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间确定能够有效抑制干扰的 tvp 峰值脉冲功率。

    (5) tvp 分单向和双向,

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