力特瞬态抑制二极管

反向隔离电压:3.3V至600V 峰值脉冲额定功率:200W至30KW 可提供高电流保护,峰值脉冲电流:8/20 1kA、3kA、6kA、10kA、15kA至20kA

力特瞬态抑制二极管

Littelfuse提供广泛的TVS二极管,包括分别高达10kA和30kW的高峰脉冲电流和峰值脉冲功率选项。 Littelfuse凭借80多年的电路保护专业知识和与行业领先客户合作开发的应用知识,为我们的产品提供支持。 

瞬态电压抑制二极管(也称为TVS二极管)是一种保护二极管,旨在保护电子电路免受瞬变和过压威胁,如EFT(电快速瞬变)和ESD(静电放电)。TVS二极管是硅雪崩器件,通常选择其快速响应时间(低箝位电压),较低的电容和低漏电流。Littelfuse TVS二极管提供单向(单极)或双向(双极)二极管电路配置。

选择TVS二极管时,需要考虑一些重要参数,包括:反向隔离电压(VR)、峰值脉冲电流(IPP)和最大箝位电压(VC max)


什么是TVS二极管?

TVS二极管是一种电子元件,旨在保护敏感电子器件免受高压瞬变影响。与大多数其他类型的电路保护器件相比,它们对过压事件的响应速度更快,并提供各种表面贴装和通孔电路板安装格式。

它们的功能是将电压限制在一定水平(称为“箝位”器件),其p-n结具有比普通二极管更大的横截面积,允许它们将大电流传导到地而不会受到损坏。

TVS二极管通常用于防止电气过应力,例如由雷击、电感负载开关以及与数据线和电子电路上的传输相关的静电放电(ESD)引起的过应力。

Littelfuse TVS二极管可适用于各种电路保护应用,但主要用于保护电信和工业设备、计算机和消费电子产品中的I/O接口。

Littelfuse TVS二极管特性包括:

  • 低增量浪涌电阻

  • 提供单向和双向极性

  • 反向隔离电压范围为5至512V

  • 符合RoHS标准-哑光锡无铅电镀

  • 表面贴装额定功率从400W到5,000W

  • 轴向引线额定功率从400W到30,000W(30kW)

  • 可提供6kA和10kA的高电流保护


Littelfuse TVS二极管产品选型表

TVS二极管用于保护半导体元件免受高压瞬变的影响。它们的p-n结具有比普通二极管更大的横截面积,使它们能够将大电流传导到地而不会受到损坏。Littelfuse提供峰值额定功率为400 W至30 kW的TVS二极管,反向隔离电压为5V至495 V。

您可以通过点击此处访问TVS二极管定义和选择页面获得更多TVS二极管选择指南

系列名称和页面链接 包装类型 反向隔离电压(V右) 峰值脉冲功率范围2 (P聚丙烯) 峰值脉冲电流
(一)聚丙烯 8x20 μ s)
工作温度
表面贴装-标准应用(400- 5000 W):
SMAJ公司 DO-214AC 5.0-440 400瓦 不适用 -85°至+302° F
(-65(150 ℃)
P4SMA DO-214AC 5.8-495 400瓦
南非协调委员会 DO-214AA 5.0-50 500瓦
SMBJ公司 DO-214AA 5.0-440 600瓦
P6SMB DO-214AA 5.8-495 600瓦
1KSMB DO-214AA 5.8-136 1000瓦
SMCJ公司 DO-214AB 5.0-440 1500瓦
1.5SMC DO-214AB 5.8-495 1500瓦
SMDJ DO-214AB 5.0-170 3000瓦
5.0SMDJ DO-214AB 12-170(单向)
12-45(双向)
5000瓦
轴向引线-标准应用(400- 5000 W):
P4KE DO-41 5.8-495 400瓦 不适用 -85°至+302° F
(-55(175 ℃)
SA DO-15 5.0-180 500瓦
SAC公司 DO-15 5.0-50 500瓦
P6KE DO-15 5.8-512 600瓦
1.5KE DO-201 5.8-495 1500瓦
液晶显示器 DO-201 6.5-90 1500瓦
3KP 普600 5.0-220 3000瓦
5KP 普600 5.0-250 5000瓦
轴向引线-高功率:
15千帕 普600 17-280 15000W 不适用 -85°至+302° F
(-55(175 ℃)
20千帕 普600 20.0-300 20000W
30千帕 普600 28.0-288 30000瓦
AK6突击步枪 径向电极导线 58-430 不适用 6000A -67°至+347° F
(-55(150 ℃)
AK10突击步枪 径向电极导线 58-430 不适用 10000安
汽车应用:
SLD 普600 10-24 2200基于1μs/150 ms脉冲 不适用 -85°至+302° F
(-65(175 ℃)
  1. 有关此处列出的大多数产品系列的详细信息,请单击最左侧列中的系列名称。

  2. 对于最大箝位电压(VC级)请参阅各系列数据表中的电气特性表

  3. 您可以通过阅读Littelfuse的 电子产品选型指南。

  4. 所有产品均不含卤素

  5. 所有产品均符合RoHS标准


瞬变威胁-什么是瞬变?

电压瞬变被定义为电能的短持续时间浪涌,并且是先前存储的能量或由其他方式(例如重感性负载或闪电)感应的能量突然释放的结果。在电气或电子电路中,这种能量可以通过受控的开关动作以可预测的方式释放,或者从外部源随机地引入到电路中。

可重复的瞬变经常由电动机、发电机的运行或电抗电路元件的切换引起。另一方面,随机瞬变通常由闪电和静电放电(ESD)引起。闪电和ESD通常不可预测地发生,并且可能需要精细的监测来精确测量,特别是如果在电路板级感应的话。许多电子标准组已经使用公认的监测或测试方法分析了瞬态电压的发生。几种瞬变的关键特性如下表所示。

  电压 当前 上升时间 持续时间
照明 25千伏 20千安培 10 μ s 1毫秒
交换 600伏 小行星500 50 μ s 500毫秒
电磁脉冲 1千伏 10A 20纳秒 1毫秒
静电放电 15千伏 30安 <1ns 100纳秒

表1.瞬变源和幅值示例

瞬态电压尖峰的特性

瞬态电压尖峰通常表现为“双指数”波,如下图所示的闪电和ESD。

图1.雷电暂态波形

图2. ESD测试波形

闪电的指数上升时间在1.2μsec到10μsec的范围内(基本上是10%到90%),持续时间在50μsec到1000μsec的范围内(峰值的50%)。另一方面,ESD是持续时间短得多的事件。上升时间小于1.0ns。总持续时间约为100ns。

为什么瞬变现象越来越受关注?

组件小型化已导致对电应力的敏感性增加。例如,微处理器具有不能处理来自ESD瞬变的高电流的结构和导电路径。这些元件在非常低的电压下工作,因此必须控制电压扰动以防止器件中断和潜在的或灾难性的故障。

灵敏的微处理器在当今广泛的设备中是普遍的。从家用电器(如洗碗机)到工业控制甚至玩具,所有产品都使用微处理器来提高功能和效率。

大多数车辆现在还采用多个电子系统来控制发动机、气候、制动,并且在某些情况下,还包括转向、牵引和安全系统。

电器和汽车中的许多子组件或辅助组件(如电动机或附件)对整个系统构成瞬时威胁。

仔细的电路设计不仅要考虑环境场景,还要考虑这些相关组件的潜在影响。下表2显示了各种组件技术的脆弱性。

器械类型 易损性(伏特)
VMOS 30-1800
场效应晶体管 100-200
砷化镓场效应晶体管 100-300
可编程只读存储器 100
结型场效应管 140-7000
互补金属氧化物半导体 250-3000
肖特基二极管 300-2500
双极晶体管 380-7000
SCR 680-1000

表二: 设备漏洞的范围。


与其他二极管技术的比较:


二极管类 应用 备注
传统二极管、整流器 电源控制 用于“操纵”大电流;将交流电转换成直流电。通常用于TO-220等大型封装。
齐纳二极管 电源控制 用于调节电源中的直流电压。通常见于中型到大型封装(轴向,TO-220)。
Silicon Avalance Diode(SAD),Transient Voltage Suppressor(TVS) 过压保护 用于保护暴露于高能量事件(如雷击浪涌或电压瞬变)的电路免受电路机械开关(EFT)的影响。通常见于中型包装(Axial,DO-214)。
二极管阵列 过压保护 二极管阵列属于硅保护阵列(SPA)的更广泛类别,其目标是ESD保护。通常用于小型表面贴装封装(SOIC-8、SOT-23、SC-70等)
肖特基二极管 电源控制 适用于开关模式电源所需的高频(HF)整流。
变容二极管 射频调谐 二极管的唯一已知应用是利用结电容特性。



按工作特性比较:


二极管类 反向击穿电压
(五BR,VZ型
电容(CJ型 备注
传统二极管、整流器 800-1500V 非常高 AC到DC功率转换
齐纳二极管 高达100V 中等偏高 直流功率调节
Silicon Avalance Diode(SAD) 高达600V 中等 雷电浪涌和电压瞬变保护
二极管阵列 高达50V 低(<50pF) 高频数据电路的ESD保护



按器械结构进行的比较:


肖特基 二极管由金属到半导体结形成。在电学上,它通过多数载流子导通,并且具有快速响应和较低的漏电流和正向偏置电压(VF)。肖特基二极管广泛应用于高频电路中。

齐纳二极管由重掺杂的P-N半导体结形成。有两种物理效应可以被称为齐纳状态(齐纳效应和雪崩效应)。当P-N结由于量子效应而导通时,当施加低的反向电压时,发生齐纳效应。雪崩效应发生时,一个大于5.5伏的电压反向施加到PN结,在此期间产生的电子-空穴对碰撞晶格。基于齐纳效应的齐纳二极管广泛用作电子电路中的电压参考源。

TVS 二极管由专门设计的P-N半导体结形成,用于浪涌保护。PN结通常被涂覆以防止在非导通状态期间过早的电压电弧。当存在瞬态电压事件时,TVS二极管导通以使用雪崩效应来箝位瞬态电压。TVS二极管广泛用作电信、通用电子和数字消费市场中的过压电路保护器件,用于雷电、ESD和其他电压瞬变保护。

SPA代表硅保护阵列。它是集成PN结、SCR或其他硅保护结构的阵列,封装在多引脚结构中。SPA可用作ESD、雷电和EFT保护的集成解决方案,适用于存在多种保护机会的电信、通用电子和数字消费市场。例如,它可用于HDMI、USB和以太网端口ESD保护。


TVS二极管选择指南

  1. 定义回路工作参数

    直流或交流正常工作电压类型:

    所需设备类型: 单向双向正常工作电压(单位:伏特):

    最大瞬态电流(Ipp):

    最大箝位电压(Vc):

    所需峰值反向浪涌额定功率:

    产品安装类型(封装):

    工作温度:

  2. 窄TVS二极管系列的应用

    请参考本网站中的产品选型图表和数据表,考虑这些关键参数:

    反向关断电压(VR):

    器件VR应等于或大于要保护的电路(或电路的一部分)的峰值工作电平。这是为了确保TVS二极管不会削波电路驱动电压。

    峰值脉冲电流(IPP):

    峰值脉冲电流(IPP)确定TVS二极管可以承受而不损坏的最大电流。所需的IPP只能通过将峰值瞬态电压除以源阻抗来确定。注意TVS二极管的失效机制是短路;如果TVS二极管由于瞬变而失效,电路仍将受到保护。

    最大箝位电压(V C级 ):

    这是峰值脉冲电流(I)作用下TVS二极管两端出现的峰值电压 聚丙烯),基于10 × 1000us指数波形。V星 C级在每个系列数据手册的电气特性表中确定了每个TVS二极管的。

  3. 验证环境操作参数

    确保应用电压小于或等于器件的隔离电压,并且工作温度限制在器件规定的范围内。

  4. 验证器械安装样式和尺寸

    请参考各系列数据表中的尺寸图。

  5. 在实际应用中测试所选设备

    如果您需要帮助测试和验证Littelfuse设备在您的产品中的适用性,请联系Littelfuse。我们拥有广泛的产品测试实验室能力和技术专长来帮助您。

TVS二极管术语表

夹紧装置
TVS是一种箝位器件,通过坚固的硅PN结的低阻抗雪崩击穿来限制电压尖峰。它用于保护敏感元件免受感应雷电、感应负载开关和静电放电产生的电气过应力。

工作温度范围
将应用器件的电路的最低和最高环境工作温度。工作温度不考虑相邻元件的影响,这是设计人员必须考虑的参数。

电容
电路元件允许其存储电荷的特性。在电路保护中,关断状态电容通常在施加2V偏置的情况下以1MHz测量。

反向关断电压(VR
在单向TVS二极管的情况下,这是可以在没有显著电流流动的情况下在“阻断方向”上施加的最大峰值电压。在双向瞬变的情况下,它适用于任一方向。它与最大关态电压和最大工作电压的定义相同。

击穿电压(VBR
击穿电压在规定的直流测试电流下测量,通常为1mA。通常指定最小值和最大值。

峰值脉冲电流(IPP
可重复施加的最大脉冲电流。通常为10x1000μs双指数波形,但也可以为8x20μs(如有说明)。

最大箝位电压(VCor VCI
当受到最大峰值脉冲电流时,保护器两端可测得的最大电压。

峰值脉冲功率(PPP
以瓦特或千瓦表示,对于1ms的指数瞬变(见第23页图1),它是IPP乘以VCL



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